JPH09199094A

JPH09199094A - 蓄電池用電槽および蓄電池

Info

Publication number: JPH09199094A
Application number: JP536796A
Authority: JP
Inventors: Kouji Ichiyanagi; 高畤一柳; Manabu Kakino; 学垣野; Kenji Sato; 健治佐藤; Shinji Hamada; 真治浜田; Munehisa Ikoma; 宗久生駒
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-01-17
Filing date: 1996-01-17
Publication date: 1997-07-31
Anticipated expiration: 2016-01-17
Also published as: WO1997026682A1; CN1156923C; CN1178034A; JP3598627B2; EP0817287A1; EP0817287A4; US6033800A

Abstract

(57)【要約】【課題】蓄電池の放熱性を向上させて、蓄熱あるいは
温度上昇による問題を防止する。【解決手段】電極１１などの蓄電要素を収容する電槽
１２の壁面１８が少なくとも四周に比較的厚い厚肉部３
０を有し、厚肉部３０で囲まれた領域を比較的薄い薄肉
部１８０としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄電池用電槽およ
び蓄電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】ニッケル−カドミウム蓄電池やニッケル
水素蓄電池、水素蓄電池などからなる単電池を多数積層
して、大容量の蓄電池を構成することが行われている。
このような大容量の蓄電池は、各種の家電製品や電気自
動車などに利用される。単電池を積層したタイプの蓄電
池では、単電池の充放電にともなって発熱が生じる。単
電池は、電極や電解液などの蓄電要素をポリプロピレン
等の合成樹脂材料からなる電槽内に密封しているため、
発熱が電池内に蓄積されて単電池の内部温度が上昇し易
い。単電池の温度上昇は蓄電要素の劣化や性能低下、寿
命の短縮を招いてしまう。特に、大容量の蓄電池では、
数十セルから数百セルの単電池を積層する場合もあり、
このように多数の単電池が積層されていると、積層列の
中程の蓄電池は、両側の単電池からの伝熱を受け、しか
も単電池からの放熱は極めて行われ難くなるため、蓄熱
による温度上昇が甚だしくなる。単電池として、体積当
たりの蓄電容量の大きなものを用いたり、性能向上を図
るほど発熱は増大してしまう。

【０００３】上記のような単電池が積層された構造の蓄
電池における蓄熱あるいは温度上昇の問題を解消する技
術として、特開平３−２９１８６７号公報に示された技
術が提案されている。この技術は、各単電池間に空気が
流通する空間を設けて放熱を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記先行技術のよう
に、単電池間に空気の流通空間を設けていても、蓄熱に
よる蓄電池の温度上昇の問題は解消できなかった。これ
は、単電池の電槽の外郭を構成する壁面に空気を接触さ
せても、この壁面が合成樹脂材料からなるため、熱伝導
性があまり良くなくて空気の流通を生かすことができ
ず、壁面からの放熱が十分に行われないのである。

【０００５】本発明の課題は、蓄電池の放熱性を向上さ
せて、蓄熱あるいは温度上昇による問題を防止すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る蓄電池用
電槽は、蓄電要素を収容する電槽であって、電槽の壁面
が、壁面の周の三辺に比較的厚い厚肉部を有し、前記厚
肉部で囲まれた領域を比較的薄い薄肉部としていて、し
かも、薄肉部とされている領域と隣合う壁面が、少なく
とも前記領域側の辺に比較的厚い厚肉部を有する。

【０００７】請求項２に係る蓄電池用電槽は、蓄電要素
を収容する電槽であって、電槽の壁面が、少なくとも壁
面の周の四辺に比較的厚い厚肉部を有し、前記厚肉部で
囲まれた領域を比較的薄い薄肉部としている。蓄電要素
とは、電解液や電極など、蓄電作用を果たすために必要
な材料あるいは部品である。電解液や電極の材料および
配置構造は、蓄電池の種類や要求性能によって異なる
が、既知のニッケル−カドミウム電池、ニッケル水素電
池、水素電池、その他の通常の蓄電池と同様の材料およ
び構造が採用される。

【０００８】電槽の材料および形状構造は、通常の蓄電
池における電槽と同様の構成が採用できる。電槽を構成
する材料は、使用時に加わる外力や内圧に耐える機械的
特性、および、電解液等の収容に耐える化学的特性を備
えた材料が好ましく、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポ
リフェニレンエーテル樹脂およびポリスチレン樹脂を主
体とするポリマーアロイ樹脂などの合成樹脂が挙げられ
る。

【０００９】電槽の構造は、通常、電解液や電極などの
蓄電要素を収容する収容空間を設けた容器と、容器の一
面に設けられた開口を塞ぐ蓋とを備えている。電槽の全
体形状は、通常、直方体形状をなしているが、その他の
立体形状であっても構わない。蓄電池が、多数の単電池
を積層したものである場合、個々の単電池の電槽は、薄
く背の高い本形の直方体状をなしているのが好ましい。

【００１０】本発明では、電槽の１つまたは複数の壁面
は、壁面の周の三辺に比較的厚い厚肉部を有し、しか
も、薄肉部とされている領域と隣合う壁面が、少なくと
も前記領域側の辺に比較的厚い厚肉部を有する。これに
より、電槽の剛性および耐久性が確保される。または、
本発明では、電槽の１つまたは複数の壁面は、少なくと
も壁面の周の四辺に比較的厚い厚肉部を有する。これに
より、電槽の剛性および耐久性が確保される。

【００１１】しかも、壁面の周の三辺に比較的厚い厚肉
部を有する壁面、あるいは、少なくとも壁面の周の四辺
に比較的厚い厚肉部を有する壁面は、厚肉部で囲まれた
領域を比較的薄い薄肉部としている。比較的とは、厚肉
部と薄肉部とを互いに比べたときに他方よりも厚いある
いは薄いという意味である。薄肉部は、厚肉部よりも薄
いので、全体的に、壁面の周の三辺または四辺と同じ厚
みの壁面で構成された従来の電槽に比べて壁面からの熱
の伝達性が良くなり、電池内部の熱を容易に外部に伝え
ることができる。薄肉部を有する壁面は、側壁、底壁、
蓋のいずれか１つまたは２以上である。薄肉部は、たと
えば、壁面が、外面に、内面に、あるいは外面と内面の
両方に、凹部を有することにより形成される。凹部の底
面は、たとえば平面であるが、曲面、凹凸面などであっ
てもよい。また、凹部は、厚肉部の外面から徐々に深く
なっていたり、あるいは厚肉部の外面から鉛直に沈み込
んでいたりできる。

【００１２】薄肉部の面積は、好ましくは壁面の面積の
４０〜８０％、より好ましくは壁面の面積の５０〜７０
％である。薄肉部の面積が前記範囲内である電槽は、全
体的に四周と同じ厚みの壁面で構成された従来の電槽に
比べて十分に高い放熱性能を有し、しかも、前記従来の
電槽と同じかまたはほぼ同等の剛性を持つことができ
る。ここで、壁面の面積とは、該壁面の厚肉部の正投影
図の外周線で囲まれた平面の面積（ただし、薄肉部表面
に厚肉部から対辺の厚肉部までにわたって厚肉部と同じ
厚みかまたはそれよりも厚いリブが設けられている場
合、そのリブの面積を差し引いた面積。また、厚肉部と
薄肉部との間が傾斜面になっている場合、その傾斜面の
分の面積は、厚肉部の面積に含める）であり、薄肉部の
面積とは、該壁面の厚肉部の正投影図の内周線で囲まれ
た平面の面積である。

【００１３】壁面の周の三辺の比較的厚い厚肉部、ある
いは、少なくとも壁面の周の四辺の比較的厚い厚肉部の
厚みは、たとえば、１〜４mmとされる。また、厚肉部の
幅は、たとえば、厚肉部の厚みと同じ大きさかまたはそ
れよりも大きく設定される。薄肉部の厚みは、好ましく
は厚肉部の厚みの２０〜７０％、より好ましくは厚肉部
の厚みの４０〜６０％である。薄肉部の厚みが前記範囲
内である電槽は、前記従来の電槽に比べて十分に高い放
熱性能を有し、しかも、前記従来の電槽と同じかまたは
ほぼ同等の内圧に耐えうる壁面を有する。ここで、薄肉
部の厚みは、全体にわたって均一であってもよく、ある
いは、不均一であっもよい。薄肉部の厚みが不均一であ
る場合には、薄肉部の最大厚みと最小厚みが前記範囲内
に入っていることが好ましい。なお、薄肉部および厚肉
部の厚みは、電槽の角部で別の壁面と交差している場合
には、内面または外面をそれぞれ延長して求められるも
のとする。

【００１４】なお、請求項１に係る蓄電池用電槽では、
壁面の周の三辺の比較的厚い厚肉部で囲まれた領域を比
較的薄い薄肉部としている壁面の、薄肉部とされている
領域と隣合う壁面が少なくとも前記領域側の辺に有す
る、比較的厚い厚肉部は、１〜４mmとされてもよいし、
あるいは、２〜８mmとされていてもよい。薄肉部は、電
槽の壁面の任意の面に配置できる。薄肉部を電槽の１面
だけに配置しておいてもよいが、複数の面に薄肉部を配
置しておけば放熱性をより高めることができる。例え
ば、薄い本形の電槽であれば、最も面積の広い両側面に
薄肉部を配置しておくことで放熱性が向上する。

【００１５】電槽を構成する容器と蓋とは、蓄電要素を
収容した状態で、熱溶融や接着剤などの手段で密閉接合
しておくことにより、電解液などの漏洩あるいは外部か
らの異物の浸入を防ぐことができる。電槽には、使用時
に電解液を補充したり点検したりするための蓋部や内部
圧力を逃がす安全弁、外部接続端子の取付構造などを設
けておくことができる。

【００１６】スペーサーの構造は、スペーサーの先端が
電槽容器の厚肉部の外面よりも突出していて、複数個の
蓄電池を積層したときに隣接する蓄電池間に熱伝導媒体
用の空間が確保される。たとえば、熱伝導媒体が、空
気、水、またはオイル等の流体である場合には、接触す
る流体の流れを良くしたり乱流を発生させたりするよう
な凹凸形状を備えておくことができる。薄肉部の外面に
形成されたスペーサーは、複数個の蓄電池を積層したと
きに、隣接する蓄電池の壁面が内圧で外向きに膨らむの
を防ぐ働きも有する。なお、壁面の内面が電槽に収容さ
れた極板または隔離板などの蓄電要素に当接することが
できるようになっているのが好ましい。このようになっ
ていると、壁面が外側から力を受けたときには、壁面の
内面が蓄電要素に当接して壁面の凹みを防ぐ。スペーサ
ーは、厚肉部の外面上に設けられてもよい。

【００１７】スペーサーは、突起であることができる。
突起は、円柱状、角柱状、円錐状、角錐状、半球状など
の形状を有することができ、１個または複数個設けられ
る。多数個の突起は、電槽容器外面に規則的または不規
則に配設される。多数個の突起は、蓄電池の使用状態で
上下方向、斜め方向、または左右方向に沿って１列また
は複数列に配置しておくことができるが、上下方向に沿
って配置しておく方が、流体の流れおよび熱の移動を効
率的にする。蓄電池に強制的に流体を供給する場合に
は、流れ方向に沿って多数個の突起を並べて設けておく
こともできる。突起が円柱状である場合には、たとえ
ば、直径が１．６〜１０mmとされ、突起先端と厚肉部外
面との差が０．５〜２mm、中心間の間隔が３〜１４mmと
される。

【００１８】スペーサーは、直線状リブであることがで
きる。直線状リブは、電槽容器の外面から外方に突出
し、電槽の外面に沿って複数本並設されることができ
る。直線状リブは、十分な放熱面積とスムーズな流体の
流れとを生じさせるのに有効である。直線状リブは、蓄
電池の使用状態で上下方向、斜め方向または左右方向に
沿って配置しておくことができるが、上下方向に沿って
配置しておく方が、流体の流れおよび熱の移動を効率的
にする。蓄電池に強制的に流体を供給する場合には、流
れ方向に沿って直線状リブを設けておくこともできる。

【００１９】スペーサーは、格子状リブであることがで
きる。格子状リブは、複数個の蓄電池を積層したとき
に、隣接する蓄電池の壁面の互いにずれた位置に設けら
れる。このため、隣接する蓄電池の壁面の格子状リブの
先端を互いに突き合わせたときに、一方の蓄電池のリブ
と他方の蓄電池のリブとが交差するように当接し、蓄電
池間に電槽容器の外面に沿って流体の流通する空間が形
成される。格子状リブは、蓄電池の使用状態で上下左右
に直交させたり、斜め方向に交差させたりするように配
置しておくことができる。蓄電池に強制的に流体を供給
する場合には、流れ方向に沿って格子状リブを設けてお
くこともできる。

【００２０】直線状リブおよび格子状リブはいずれも、
たとえば、厚肉部から対辺の厚肉部までにわたるように
設けられ、上端と厚肉部外面との差が０．５〜２mm、間
隔が３〜１５mm、幅が１〜１０mmとされる。なお、リブ
の横断面形状は、正方形、長方形、台形、半円、三角形
などとすることができる。スペーサーともなるリブを、
その長さ方向に断続的に配置しておけば、リブに沿う方
向の流れだけでなく、リブの途切れた個所を横切る流れ
を生じさせることができる。

【００２１】上記のような薄肉部は、電槽容器の外面の
凹凸模様として成形時に形成してもよいし、容器本体を
作製してからえぐるようにして形成してもよい。上記の
ようなスペーサーは、電槽容器の外面の凹凸模様として
成形時に形成してもよいし、容器本体とスペーサーの部
品をそれぞれ別個に作製してから、接着や熱溶融その他
の手段で一体接合してもよいし、容器本体を作製してか
らえぐるようにして薄肉部を形成するときにスペーサー
も形成してもよい。

【００２２】スペーサーには、突起、リブ以外にも放熱
性を向上させるための様々な形状の凹凸構造を設けてお
くことができる。これらの凹凸構造は、各種の機械装置
におけるスペーサーの形状や構造が適用できる。薄肉部
の外面には、スペーサーとは別に厚肉部から対辺の厚肉
部までにわたるように直線状または格子状などのリブを
設けておくことができる。このようなリブは、薄肉部を
補強する働きを有する。

【００２３】以上に説明した蓄電池用電槽に蓄電要素を
収容すれば蓄電池が構成される。電槽本体に電解液を補
充したり点検したりするための開閉自在な蓋を設けてお
くこともできるが、密閉型蓄電池の場合には、電槽を密
封固定しておく。蓄電池には、外部接続端子や安全弁な
どの部品が必要に応じて取り付けられる。上記のような
１個の蓄電池用電槽からなる単電池を複数個積層して積
層型の蓄電池を構成することができる。積層型の蓄電池
を構成する場合、蓄電池用電槽のうちスペーサーを備え
た外面同士が対向するようにして単電池を積層すれば、
単電池同士の間がスペーサーで隔離されるので、各単電
池からの放熱効率も向上する。

【００２４】なお、隣接する単電池の隣接部分で、一方
の単電池にはスペーサーを配置し、他方の単電池にはス
ペーサーを配置しないでおいても、隣接する単電池の間
には少なくとも一方のスペーサーが介在することになる
ので、放熱性が改善される。隣接する単電池の対向する
スペーサー同士が突き合わされる場合、突き合わされる
スペーサーの凹凸構造が連結されてスペーサー同士の間
に放熱路が構成されるようにしておけば、放熱性を向上
させることができる。具体的には、前記した、突起、リ
ブなどのスペーサー同士を突き合わせれば、両側のスペ
ーサーの先端が当接して、隣接する電槽容器の厚肉部外
面間に流体の流通する隙間が構成される。この隙間によ
り、隣接する電槽容器の薄肉部外面間に形成される空間
が外部とつながり、単電池間に流体の流通する空間が形
成される。

【００２５】なお、熱伝導媒体としては、上記のような
流体であることができるが、金属板やグラファイトシー
トなどの固体であることもできる。固体の熱伝導媒体
は、隣接する電槽容器の薄肉部外面間においてスペーサ
ー以外の部分に、この部分を完全に埋めるように配置さ
れたり、あるいは、流体の流通しうる空間を持つ構造体
（たとえばコルゲート、ハニカムなど）として配置され
たりすることができる。固体の熱伝導媒体は、電槽側方
に配置されたフィンなどの放熱部材に熱伝導可能に接続
されていることにより、放熱効率を高めることができ
る。また、固体の熱伝導媒体は、薄肉部外面間のスペー
サーを兼ねることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の蓄電池用電槽は、壁面が
周の三辺に比較的厚い厚肉部を有し、しかも、薄肉部と
されている領域と隣合う壁面が、少なくとも前記領域側
の辺に比較的厚い厚肉部を有するので、厚肉部で囲まれ
た領域を比較的薄い薄肉部としても、電槽の剛性および
耐久性が確保される。または、本発明の蓄電池用電槽
は、壁面が少なくとも周の四辺に比較的厚い厚肉部を有
するので、厚肉部で囲まれた領域を比較的薄い薄肉部と
しても、電槽の剛性および耐久性が確保される。しか
も、該壁面は、厚肉部で囲まれた領域を比較的薄い薄肉
部としているので、薄肉部が厚肉部よりも薄い。このた
め、本発明の電槽は、全体的に周の四辺と同じ厚みの壁
面で構成された従来の電槽に比べて壁面からの熱の伝達
性が良くなり、電池内部の熱を容易に外部に伝えること
ができる。

【００２７】−第１実施形態− 図１に示す蓄電池Ｂは、積層型蓄電池を構成する単電池
である。単電池Ｂは、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から成形された
容器１２と容器１２の上面の開口を塞ぐ蓋１３とで構成
される薄い本形の直方体状をなす電槽１０に、正極板、
負極板およびセパレータなどを積層して構成された電極
群１１が収容されている。容器１２には図示しないが電
解液も収容されている。蓋１３の上面には、ニッケルめ
っきが施された鉄製の正極端子１４および負極端子１
５、さらには安全弁１６が取り付けられている。負極端
子１５には、蓋１３の内側で多数のリード片１７が溶接
により接続され、各リード片１７が負極板に接続されて
いる。図示しないが、正極端子１４にも同様のリード片
が取り付けられ正極板に接続されている。

【００２８】図２は容器１２を上方より見たもので、図
３は容器１２を下方より見たものである。容器１２は、
図２〜３にもみるように、単電池同士の積層方向に配置
される広い面積の側壁１８、１８と、側壁１８と直交す
る幅の狭い側壁１９、１９と、底壁２０とで構成されて
いる。容器１２の上面の開口は蓋１３で塞がれ、溶着に
よって密封接合されている。側壁１８の周の四辺には比
較的厚い厚肉部３０が配置されていて、容器１２の剛性
および耐久性を保持している。また、側壁１９は全体的
に比較的厚い厚肉部３０とされていて、容器１２の剛性
および耐久性を保持している。底壁２０の周の四辺には
全体的に比較的厚い厚肉部１３０が配置されていて、容
器１２の剛性および耐久性を保持している。この実施形
態のように、側壁１８に薄肉部１８０を設けた場合に
は、底壁２０の厚肉部１３０は、側壁１８の厚肉部３０
と同じ厚みであってもよいし、厚肉部３０よりも厚くさ
れていてもよい。蓋１３の少なくとも稜と下縁には容器
１２の縁の厚肉部３０と同じ厚みの厚肉部２９が配置さ
れていて、電槽１０の上辺部を形成している。

【００２９】側壁１８は、肉厚部３０で囲まれた比較的
薄い薄肉部１８０を有し、内部で発生する熱の放熱性を
高めている。底壁２０は、肉厚部１３０で囲まれた比較
的薄い薄肉部２５を有し、内部で発生する熱の放熱性を
高めている。図１〜３に示す単電池Ｂにおいて、側壁１
９も、周の四辺の肉厚部３０で囲まれた比較的薄い薄肉
部を有することができ、この場合、内部で発生する熱の
放熱性をさらに高めることができる。

【００３０】側壁１８では、上下の肉厚部３０と薄肉部
１８０との間には傾斜面１８１が設けられていて、上下
方向の風の流れがスムースになるようにされている。側
壁１９の下端近くおよび上端近くの２個所の外面には、
後述する架橋体が嵌入される凹部２２を有する。側壁１
８の外面には、直線状リブ２１が設けられている。直線
状リブ２１は、容器１２の上下方向に沿って延び、傾斜
面１８１と間隔をあけて左右に間隔をあけて複数本が並
設されている。

【００３１】なお、側壁１８では、薄肉部１８０の面積
は、薄肉部１８０がすべて同じ大きさ・形であるとし
て、薄肉部１８０の数×薄肉部１８０の幅×薄肉部１８
０の長さ（上下の傾斜面１８１との境界線間の長さ）の
積で計算され、側壁１８の面積は、側壁１８の高さ×側
壁１８の長さの積で計算される。薄肉部１８０の面積
は、また、側壁１８の面積から、側壁１８の厚肉部３０
とスペーサー（図１〜３では直線状リブ２１）と傾斜面
１８１との合計面積を引いた差で計算される。

【００３２】上記のような構造の単電池Ｂは、単体で各
種用途に使用することができる。単電池Ｂの使用時に単
電池Ｂ内部で発生する熱は、容器１２の壁面を通して外
部に放熱され、特に、側壁１８の薄肉部１８０と側壁１
９と底壁２０の外面から外気へと放熱される。壁面の中
でも一番面積の大きい側壁１８に薄肉部１８０が設けら
れて実質的な放熱面積が増大しているので、単電池Ｂの
放熱性を向上させることができる。特に薄肉部１８０に
外気が効率的に当たるように単電池Ｂを配置しておけ
ば、放熱性がより高まる。

【００３３】−第２実施形態− つぎに、図１〜３の単電池Ｂを複数個、図４に示すよう
に、積層して積層型の蓄電池３１を構成することができ
る。各単電池Ｂは側壁１８同士を隣接させて配置され
る。図５および図６に詳しく示すように、側壁１８の外
面に設けたリブ２１同士が互いに突き合わされた状態で
配置される。

【００３４】図４に示す蓄電池３１は、５個の単電池Ｂ
が積層され、その両端にアルミニウム製のエンドプレー
ト３３、３３が当てられて、エンドプレート３３、３３
同士を４本の角柱状の架橋体３４で連結して一体化して
いる。架橋体３４は、各単電池Ｂの側面に配置された凹
部２２に嵌入され、各単電池Ｂの位置決め固定を確実に
している。単電池Ｂは使用中に、内部の電極群の膨張や
内圧上昇が生じて互いが離隔する方向に変形しようとす
るので、前記エンドプレート３３および架橋体３４で締
め付けて一体的に固定しておくことが有効である。エン
ドプレート３３の外面には補強用のリブ３５を有する。

【００３５】単電池Ｂの上面では、隣接する単電池Ｂの
正極端子と負極端子とが順次、接続導体３２で電気的に
接続されている。すなわち、複数の単電池Ｂが直列接続
された状態で積層型蓄電池３１を構成している。図５お
よび図６に示すように、隣接する単電池Ｂの厚肉部３
０、３０同士の間、および、薄肉部１８０、１８０同士
の間には、直線状リブ２１により上下に貫通する空間か
らなる放熱路Ｈが構成される。この放熱路Ｈに空気が流
通することで、薄肉部１８０からの熱の放出が効率的に
行われる。放熱路Ｈ内で加熱された空気の対流だけでも
放熱路Ｈの下方から上方への空気の流れが生じる。勿
論、放熱路Ｈに強制的な空気流を供給することもでき
る。

【００３６】また、積層型蓄電池３１の両側面に向いた
側壁１９に薄肉部が設けられていたり、または、底面に
向いた底壁２０に薄肉部が設けられていたりする場合、
これらの薄肉部からの放熱も、効率的に行われうる。 −第３実施形態− 図７に示す単電池Ｂは、第１および第２実施形態と基本
的な構造は共通するが、スペーサーの構造が異なる。

【００３７】このスペーサーは、図８にもみるように、
薄肉部１８０の外面に設けられた格子状リブ２１１の上
面に設けられた突起２１２である。格子状リブ２１１お
よび突起２１２は、複数の単電池Ｂが積層されたとき
に、隣接する単電池Ｂの側壁１８の対応する位置に配置
されている。このため、突起２１２、２１２同士が当接
して、隣接する単電池Ｂの厚肉部３０、３０同士の間、
および、薄肉部１８０、１８０同士の間には、放熱路Ｈ
が構成される。

【００３８】このようなスペーサーは、放熱路Ｈが広
く、かつ、空気がよりスムースに流れ、放熱性に優れて
いる。 −第４実施形態− 図９に示す単電池Ｂは、第１および第２実施形態と基本
的な構造は共通するが、スペーサーの構造が異なる。

【００３９】このスペーサーは、格子状リブ２１０であ
り、側壁１８の薄肉部１８０外面に、厚肉部３０から対
辺の厚肉部３０までにわたるようにして設けられてい
る。格子状リブ２１０は、複数の単電池Ｂが積層された
ときに、隣接する単電池Ｂの側壁１８の互いにずれた位
置に配置されている。このため、格子状リブ２１０の先
端が互いに交差するように当接して、隣接する単電池Ｂ
の厚肉部３０、３０同士の間、および、薄肉部１８０、
１８０同士の間には、放熱路Ｈが構成される。

【００４０】この実施形態では、放熱路Ｈがジクザグに
形成される。 −第５実施形態− 図１０に示す単電池Ｂは、第１および第２実施形態と基
本的な構造は共通するが、スペーサーの構造が異なる。
このスペーサーは、多数個の円柱状の突起２１３であ
り、側壁１８の薄肉部１８０外面に規則的に配列されて
いる。突起２１３の先端は、側壁１８の厚肉部３０の外
面よりも突出している。

【００４１】このようなスペーサーは、隣接する単電池
Ｂの側壁１８、１８間に形成される放熱路が広く、か
つ、空気がよりスムースに流れ、放熱性に優れている。 −第６実施形態− 図１１に示す単電池Ｂは、第１および第２実施形態と基
本的な構造は共通するが、スペーサーの構造が異なる。

【００４２】このスペーサーは、多数個の四角柱状の突
起２１４であり、側壁１８の薄肉部１８０外面に千鳥掛
け状に規則的に配列されている。突起２１４の先端は、
側壁１８の厚肉部３０の外面よりも突出している。この
ようなスペーサーは、隣接する単電池Ｂの側壁１８、１
８間に形成される放熱路が広く、かつ、空気がよりスム
ースに流れ、放熱性に優れている。

【００４３】−第７実施形態− 図１２に示す単電池Ｂは、第１および第２実施形態と基
本的な構造は共通するが、スペーサーの構造と傾斜面１
８１が設けられていない点が異なる。スペーサーである
直線状リブ２１が、側壁１８の薄肉部１８０外面に、厚
肉部３０から対辺の厚肉部３０までにわたるようにして
設けられている。直線状リブ２１は、複数の単電池Ｂが
積層されたときに、隣接する単電池Ｂの側壁１８の互い
に相対する位置にに配置されている。このため、直線状
リブ２１の先端が互いに突き合わされるように当接し
て、隣接する単電池Ｂの厚肉部３０、３０同士の間、お
よび、薄肉部１８０、１８０同士の間には、放熱路Ｈが
構成される。

【００４４】このようなスペーサーは、側壁１８の厚肉
部１８０上にも設けられているので、積層方向に力が加
わったときに厚肉部３０にも力がかかり、薄肉部１８０
にかかる力を抑制する。 −第８実施形態− 図１３に示す単電池Ｂは、第１および第２実施形態と基
本的な構造は共通するが、側壁１８では厚肉部３０が側
壁１８の下辺には設けられておらず左右両辺と上辺の三
辺に設けられていること以外は同じである。

【００４５】この単電池Ｂの電槽１０は側壁１８の左右
上の三辺に厚肉部３０を有し、下辺には薄肉部１８０を
有するが、この薄肉部１８０と隣合う底壁２０が、薄肉
部１８０側の辺に厚肉部１３０を有している。このよう
なスペーサーは、隣接する単電池Ｂの側壁１８、１８間
に形成される放熱路が広く、かつ、空気がよりスムース
に流れ、放熱性に優れている。

【００４６】上記実施形態の他にも、たとえば、次の実
施形態がありうる。 (a) 前記実施形態では、対向する側壁１８、１８のみ
に薄肉部を設けていたが、１壁面だけまたは２以上の任
意の壁面に薄肉部を設けることもできる。たとえば、側
壁１８と側壁１９と底壁２０のすべてに、あるいは、対
向する側壁１９、１９のみ、底壁２０のみ、蓋１３のみ
に薄肉部を設けることもできる。

【００４７】(b) 直線状リブ２１は、前記実施形態の
ように、電槽１０の使用状態での上下方向に沿って配置
しておくほか、電槽１０の水平方向に沿って配置してお
くことも可能である。特に、強制的な通気による放熱を
図る場合には、強制通気が当たり易い方向および配置で
スペーサーの形状や放熱路Ｈの配置構造を適宜に変更す
ることが好ましい。

【００４８】(c) 図１〜６の実施形態では、隣接する
単電池Ｂの直線状リブ２１、２１が先端で突き合わされ
ているが、直線状リブ２１の取付位置をずらせておけ
ば、一方の単電池Ｂの直線状リブ２１が他方の厚肉部３
０の外面に当接するように組み合わせることもできる。

【００４９】

【実施例】以下に、本発明の具体的な実施例を示すが、
本発明は下記実施例に限定されない。 −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１０Ａｈのニッケル正極を作製し
た。また、ＭｍＮｉ_3.6Ｃｏ_0.7Ｍｎ_0.4Ａｌ_0.4（Ｍ
ｍ：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した。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第１実施形
態の電槽に挿入し、アルカリ電解液を１８０cm³ 注液し
て上記のような単電池Ｂを作製した。

【００５０】実施例１の蓄電池Ｂは、第１実施形態の蓄
電池Ｂにおいて、各寸法を次のとおりとなるように作っ
たものである。容器１２は、高さ１７３mm、長さ１１６
mm、幅３６mmであり；側壁１８の厚肉部３０の厚み・幅
がそれぞれ３．４mm・７．５mm、側壁１８の薄肉部１８
０の厚み２mmであり；側壁１９の厚肉部３０の厚み・幅
がそれぞれ３．４mm・３６mmであり；底壁２０の厚肉部
１３０の厚み・幅がそれぞれ３．４mm・３６mmであり；
６本の直線状リブ２１の幅・間隔・高さ・長さがそれぞ
れ４mm・１１mm・１．９mm（薄肉部１８０底面からの高
さ。厚肉部３０表面とリブ２１の上面との差は０．５m
m））・１４０mmである。

【００５１】すなわち、側壁１８では、薄肉部１８０の
面積〔上下の傾斜面１８１と左右の厚肉部３０とに囲ま
れた部分の面積（１４０mm×１０１mm）−リブ２１の面
積（６か所×４mm×１４０mm）〕が１０７８０mm²、側
壁１８の面積（１１６mm×容器１２の高さ１５１mm）が
１７５１６mm²である。 −実施例２− 実施例２の蓄電池Ｂは、実施例１の蓄電池Ｂにおいて、
直線状リブ２１の数を１０本とし、幅・間隔をそれぞれ
２．４mm・３．４５mmとしたこと以外は同じである。な
お、側壁１８の薄肉部１８０の面積〔１４０mm×１０１
mm−リブ２１の面積（１０か所×２．４mm×１４０m
m）〕は、１０７８０mm²である。

【００５２】−実施例３− 実施例３の蓄電池Ｂは、実施例１の蓄電池Ｂにおいて、
直線状リブ２１の数を１４本とし、幅・間隔をそれぞれ
１．７mm・３．４５mmとしたこと以外は同じである。な
お、側壁１８の薄肉部１８０の面積〔１４０mm×１０１
mm−リブ２１の面積（１４か所×１．７mm×１４０m
m）〕は、１０８０８mm²である。

【００５３】実施例１〜３の単電池Ｂ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
初充放電を行った。この充放電により、電極群は膨張
し、容器１２の側壁１８内面に密接する状態となった。
実施例１〜３の単電池Ｂは、正極によって容量が規制さ
れ、１００Ａｈの電池容量を有する。 −実施例４− 実施例１の単電池Ｂを１０個用いて図４および５のよう
な積層型電池を作製した。なお、エンドプレート３３は
アルミニウム製であった。

【００５４】−実施例５− 実施例１の単電池Ｂを実施例２の単電池Ｂにかえたこと
以外は実施例４と同様にして積層型電池を作製した。 −実施例６− 実施例１の単電池Ｂを実施例３の単電池Ｂにかえたこと
以外は実施例４と同様にして積層型電池を作製した。

【００５５】放電容量試験は、積層型電池を１０Ａの電
流で１２時間充電後、１時間放置し、２０Ａの電流で積
層型電池の電圧が５Ｖに低下するまで放電させて行っ
た。積層型電池の放電容量は、電池電圧が１０Ｖ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Ｂ
の放電容量は１Ｖまでの放電時間を用いて計算した。充
電時には、積層型電池の単電池Ｂ間の放熱路Ｈ、側面お
よび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、放熱路Ｈ
を通過する空気の風速が平均１．０ｍ／ｓとなるように
調整した。環境温度は２０℃とした。

【００５６】サイクル寿命試験は、放電容量試験の充放
電条件と同じ条件を繰り返すことにより行った。積層型
電池の積層方向の初期寸法（エンドプレート３３を除
く）を３９０mmとした。寿命試験の結果と、試験終了ま
での積層型電池の積層方向の最大変形量の結果を表１に
示す。

【００５７】

【表１】

【００５８】表１から明らかなように、積層型電池１は
変形が大きく、放熱性が悪い。また、サイクル寿命が短
く、放電容量およびエネルギー密度が低い。一方、積層
型電池２および３は変形が抑制され、放電容量、サイク
ル寿命およびエネルギー密度ともに良好であった。以上
の結果から、スペーサーが直線状リブである場合には、
リブ数が１０〜１４枚であることが望ましい。

【００５９】

【発明の効果】本発明に係る蓄電池用電槽および蓄電池
は、電槽の壁面が、壁面の周の三辺に比較的厚い厚肉部
を有し、しかも、薄肉部とされている領域と隣合う壁面
が、少なくとも前記領域側の辺に比較的厚い厚肉部を有
するか、あるいは、電槽の壁面が、少なくとも壁面の周
の四辺に比較的厚い厚肉部を有し、前記厚肉部で囲まれ
た領域を比較的薄い薄肉部としていることで、従来の蓄
電池に比べて放熱性が格段に向上するとともに従来のも
のと同じかまたは同等の強度を保持することができる。
その結果、蓄電池の性能向上、寿命の延長に大きく貢献
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態を表す蓄電池の一部切欠斜視図

【図２】同実施形態の電槽容器の上方斜視図

【図３】同実施形態の電槽容器の下方斜視図

【図４】第２実施形態を表す積層型蓄電池の斜視図

【図５】前図の要部を拡大して一部を断面で表す側面図

【図６】前図の水平方向断面を表す要部拡大断面図

【図７】第３実施形態を表す電槽部分の断面図

【図８】前図の電槽部分の正面部分図

【図９】第４実施形態を表す電槽部分の断面図

【図１０】第５実施形態を表す電槽部分の正面部分図

【図１１】第６実施形態を表す電槽部分の正面図

【図１２】第７実施形態を表す電槽部分の正面図

【図１３】第８実施形態を表す電槽部分の正面図

【符号の説明】

１０電槽１２容器１３蓋１８、１９側壁２０底壁３０厚肉部１８０薄肉部２１直線状リブ２１２突起２１０格子状リブ２１３突起２１４突起Ｂ単電池

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浜田真治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】蓄電要素を収容する電槽であって、前記電槽の壁面が、前記壁面の周の三辺に比較的厚い厚
肉部を有し、前記厚肉部で囲まれた領域を比較的薄い薄
肉部としていて、前記薄肉部とされている領域と隣合う
壁面が、少なくとも前記領域側の辺に比較的厚い厚肉部
を有する、蓄電池用電槽。
【請求項２】蓄電要素を収容する電槽であって、前記電槽の壁面が、少なくとも前記壁面の周の四辺に比
較的厚い厚肉部を有し、前記厚肉部で囲まれた領域を比
較的薄い薄肉部としている、蓄電池用電槽。
【請求項３】前記薄肉部の面積が前記壁面の面積の４
０〜８０％である、請求項１または２に記載の蓄電池用
電槽。
【請求項４】前記薄肉部の厚みが前記厚肉部の厚みの
２０〜７０％である、請求項１〜３のいずれかに記載の
蓄電池用電槽。
【請求項５】前記比較的薄い薄肉部としている領域を
有する壁面が前記電槽の対向する１組の側壁である、請
求項１〜４の何れかに記載の蓄電池用電槽。
【請求項６】前記薄肉部の外面にはスペーサーが設け
られていて、前記スペーサーの先端が前記厚肉部の外面
よりも突出している、請求項１〜５に記載の蓄電池用電
槽。
【請求項７】前記スペーサーが突起である、請求項６
に記載の蓄電池用電槽。
【請求項８】前記スペーサーが直線状リブである、請
求項６に記載の蓄電池用電槽。
【請求項９】前記スペーサーが格子状リブである、請
求項６に記載の蓄電池用電槽。
【請求項１０】前記スペーサーがリブとリブ上に形成
された突起とからなる、請求項６に記載の蓄電池用電
槽。
【請求項１１】前記請求項１〜１０の何れかに記載の
蓄電池用電槽と、前記蓄電池用電槽に収容された蓄電要
素とを備える蓄電池。
【請求項１２】前記請求項６〜１０の何れかに記載の
蓄電池用電槽と前記蓄電池用電槽に収容された蓄電要素
とを備える単電池が、前記スペーサーを互いに突き合わ
せて複数個積層されてなる、蓄電池。