JPH11102723A - ガス減極バッテリ及びその製造方法 - Google Patents
ガス減極バッテリ及びその製造方法Info
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- JPH11102723A JPH11102723A JP10210529A JP21052998A JPH11102723A JP H11102723 A JPH11102723 A JP H11102723A JP 10210529 A JP10210529 A JP 10210529A JP 21052998 A JP21052998 A JP 21052998A JP H11102723 A JPH11102723 A JP H11102723A
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Abstract
(57)【要約】
絶縁ライナ及び電極活性物質としてのガスを貯蔵する
内部領域を備えた容器を有するバイポーラ２次電池。容
器内に複数のセルが重ねられ、各セルは、円形ベース及
びベースから離れるに従い広がる切頭円錐形状の一体化
した疎水性絶縁起立側壁を有する金属のバイポーラ・プ
レートからなる。本発明によるバッテリの本質的な斬新
さは、クロロフルオロオレフィンポリマ、好ましくはク
ロロエチレン及びトリフルオロエチレンの共重合体の疎
水性絶縁コーティングを個々のバイポーラ・プレートの
円錐形の側壁の内部及び外部表面上に設けていることに
ある。
内部領域を備えた容器を有するバイポーラ２次電池。容
器内に複数のセルが重ねられ、各セルは、円形ベース及
びベースから離れるに従い広がる切頭円錐形状の一体化
した疎水性絶縁起立側壁を有する金属のバイポーラ・プ
レートからなる。本発明によるバッテリの本質的な斬新
さは、クロロフルオロオレフィンポリマ、好ましくはク
ロロエチレン及びトリフルオロエチレンの共重合体の疎
水性絶縁コーティングを個々のバイポーラ・プレートの
円錐形の側壁の内部及び外部表面上に設けていることに
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バイポーラ・セル
及びガス減極２次電池、特にニッケル水素及び亜鉛酸素
などのセルを含むバッテリ及びその製造方法に関する。
及びガス減極２次電池、特にニッケル水素及び亜鉛酸素
などのセルを含むバッテリ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】バイポーラ・バッテリは、短絡を防ぐた
めに個々のセル間に電解液シールを必要とする。しか
し、これは各セル間に気体活性物質の伝達及び共通の気
体貯蔵のための領域を設ける必要があるため複雑な要件
である。従って、液体シール及びガス通過領域の両方が
要求される。
めに個々のセル間に電解液シールを必要とする。しか
し、これは各セル間に気体活性物質の伝達及び共通の気
体貯蔵のための領域を設ける必要があるため複雑な要件
である。従って、液体シール及びガス通過領域の両方が
要求される。
【０００３】これらのバッテリで更に問題なことは、水
蒸気として、あるいはニッケル水素バッテリの場合には
酸素、亜鉛酸素バッテリの場合には水素を生成する寄生
的な反応の結果としてのセル間の水蒸気の輸送を防ぐ手
段を見つける必要があることである。寄生ガスがバルク
（bulk）のガス領域へ輸送される場合、ガス領域に最も
近いセル中の減極ガスと選択的に再結合する。例えば、
ニッケル水素セル中にニッケル電極をオーバーチャージ
した場合に生成されたＯ2はセル内の水素と反応する
か、セルから外に輸送され、ガス貯蔵容器の中で、ある
いは他の電極の中で反応する。セルから失われたＯ2は
他のセル中あるいはバッテリの他の部分でＨ2Ｏに変換
される。これにより、Ｏ2が失われたセルは「ドライア
ウト（dry out）」故障を起こす。
蒸気として、あるいはニッケル水素バッテリの場合には
酸素、亜鉛酸素バッテリの場合には水素を生成する寄生
的な反応の結果としてのセル間の水蒸気の輸送を防ぐ手
段を見つける必要があることである。寄生ガスがバルク
（bulk）のガス領域へ輸送される場合、ガス領域に最も
近いセル中の減極ガスと選択的に再結合する。例えば、
ニッケル水素セル中にニッケル電極をオーバーチャージ
した場合に生成されたＯ2はセル内の水素と反応する
か、セルから外に輸送され、ガス貯蔵容器の中で、ある
いは他の電極の中で反応する。セルから失われたＯ2は
他のセル中あるいはバッテリの他の部分でＨ2Ｏに変換
される。これにより、Ｏ2が失われたセルは「ドライア
ウト（dry out）」故障を起こす。
【０００４】バイポーラ・セル及び２次電池について
は、１９９６年４月３日に出願された、「ガス減極バッ
テリのバイポーラ設計（Bipolar Design for a Gas Dep
olarized Battery）」と題する米国特許出願第08/626,9
92号に開示のものがある。複数のセルが、圧力容器内の
中央シリンダ内に適切に入れ子状にマウントされてい
る。各セルは、計量された所定の量の電解液を含んでお
り、ベース及びベースを囲み起立した側壁を含む金属の
バイポーラ・カップを有している。起立した側壁は、ベ
ースから離れるに従い広がった切頭円錐形状が好ましい
が、ベースと実質的に同一平面の側壁も含め他の形状で
もよい。絶縁材料が起立した側壁を覆っている。
は、１９９６年４月３日に出願された、「ガス減極バッ
テリのバイポーラ設計（Bipolar Design for a Gas Dep
olarized Battery）」と題する米国特許出願第08/626,9
92号に開示のものがある。複数のセルが、圧力容器内の
中央シリンダ内に適切に入れ子状にマウントされてい
る。各セルは、計量された所定の量の電解液を含んでお
り、ベース及びベースを囲み起立した側壁を含む金属の
バイポーラ・カップを有している。起立した側壁は、ベ
ースから離れるに従い広がった切頭円錐形状が好ましい
が、ベースと実質的に同一平面の側壁も含め他の形状で
もよい。絶縁材料が起立した側壁を覆っている。
【０００５】金属のバイポーラ・カップはニッケル、ニ
ッケルめっきしたアルミニウム、ステンレス鋼、金属コ
ートしたグラファイト合成物及びチタンを含む様々な材
料から作られる。絶縁材料の側壁コーティングはテフロ
ン（ポリテトラフルオロエチレン）などの疎水性のフル
オロカーボン・ポリマである。疎水性の絶縁コーティン
グは、最適なバッテリ性能及び寿命を達成する上で重要
な役割を果たす。このコーティングは、特に無重力の外
宇宙での動作中において、バイポーラ・バッテリ内部の
通常強アルカリ性の電解液及び厳しい電気化学的かつ熱
的環境に露出されたときの金属カップ内壁及び外壁の分
離あいは層剥離に耐えなければならない。これは隣接し
たバッテリ・セル間が電解液を共有するのを防ぎ、かつ
隣接したセルを電気的に分離、絶縁するために本質的に
重要である。
ッケルめっきしたアルミニウム、ステンレス鋼、金属コ
ートしたグラファイト合成物及びチタンを含む様々な材
料から作られる。絶縁材料の側壁コーティングはテフロ
ン（ポリテトラフルオロエチレン）などの疎水性のフル
オロカーボン・ポリマである。疎水性の絶縁コーティン
グは、最適なバッテリ性能及び寿命を達成する上で重要
な役割を果たす。このコーティングは、特に無重力の外
宇宙での動作中において、バイポーラ・バッテリ内部の
通常強アルカリ性の電解液及び厳しい電気化学的かつ熱
的環境に露出されたときの金属カップ内壁及び外壁の分
離あいは層剥離に耐えなければならない。これは隣接し
たバッテリ・セル間が電解液を共有するのを防ぎ、かつ
隣接したセルを電気的に分離、絶縁するために本質的に
重要である。
【０００６】テフロンは好ましい疎水性の絶縁コーティ
ングであるが、バイポーラ・バッテリ内部の強アルカリ
性の電解液及び厳しい電気化学的かつ熱的環境に比較的
短時間露出された後にカップの壁から層剥離する。テフ
ロンコーティングを施す前に、下塗りのコーティングを
施した場合でさえ、電解液は金属及び下塗りコーティン
グの界面を冒しコーティングを剥離させる。
ングであるが、バイポーラ・バッテリ内部の強アルカリ
性の電解液及び厳しい電気化学的かつ熱的環境に比較的
短時間露出された後にカップの壁から層剥離する。テフ
ロンコーティングを施す前に、下塗りのコーティングを
施した場合でさえ、電解液は金属及び下塗りコーティン
グの界面を冒しコーティングを剥離させる。
【０００７】壁に穴をあけ、この穴を通した熱接着によ
り環状の外部カップ壁の反対面に施されたテフロンコー
ティングの接着性を改善する企ては失敗であった。この
穴の部分ではしっかり接着されたが、他の領域では金属
とうまく接着しなかったからである。更に、金属とテフ
ロン層の膨張係数の差により、テフロン層はカップの壁
面に対して縮まり、その結果カップ形状を歪ませ電解液
の漏出を引起す。
り環状の外部カップ壁の反対面に施されたテフロンコー
ティングの接着性を改善する企ては失敗であった。この
穴の部分ではしっかり接着されたが、他の領域では金属
とうまく接着しなかったからである。更に、金属とテフ
ロン層の膨張係数の差により、テフロン層はカップの壁
面に対して縮まり、その結果カップ形状を歪ませ電解液
の漏出を引起す。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、バイポーラ・バッテリに用いられる金属セルの
カップあるいは皿に対して優れた親和性及び保持特性を
有している疎水性の絶縁コーティングを設けることによ
って、前述した従来技術の欠点及び限界を克服すること
にある。このコーティングは、特に、宇宙船のバイポー
ラ・バッテリ内部が強アルカリ性の電解液及び厳しい電
気化学的かつ熱的環境に長時間露出された場合であって
も、下塗りコーティング又は穿孔を必要とせずに金属カ
ップに密着する。
ころは、バイポーラ・バッテリに用いられる金属セルの
カップあるいは皿に対して優れた親和性及び保持特性を
有している疎水性の絶縁コーティングを設けることによ
って、前述した従来技術の欠点及び限界を克服すること
にある。このコーティングは、特に、宇宙船のバイポー
ラ・バッテリ内部が強アルカリ性の電解液及び厳しい電
気化学的かつ熱的環境に長時間露出された場合であって
も、下塗りコーティング又は穿孔を必要とせずに金属カ
ップに密着する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、加圧バイポー
ラ・バッテリの中央シリンダ内に積重ねられたバイポー
ラ・セル・カップの外部周辺テーパ壁とリム領域を絶縁
する新規な疎水性絶縁コーティングに関する。本発明に
よる疎水性絶縁コーティングは、クロロトリフルオロオ
レフィン単量体からなり、金属のバイポーラ・カップの
内壁面及び外壁面に対し優れた親和性及び保持特性を有
しており、バッテリ内が強アルカリ性の電解液（ＫＯ
Ｈ，ｐＨ １４＋）及び厳しい電気化学的かつ熱的環境
に晒された場合であっても、バイポーラ・カップ間の電
解液の漏出に対して長時間持続する内部及び外部絶縁シ
ールを提供する。
ラ・バッテリの中央シリンダ内に積重ねられたバイポー
ラ・セル・カップの外部周辺テーパ壁とリム領域を絶縁
する新規な疎水性絶縁コーティングに関する。本発明に
よる疎水性絶縁コーティングは、クロロトリフルオロオ
レフィン単量体からなり、金属のバイポーラ・カップの
内壁面及び外壁面に対し優れた親和性及び保持特性を有
しており、バッテリ内が強アルカリ性の電解液（ＫＯ
Ｈ，ｐＨ １４＋）及び厳しい電気化学的かつ熱的環境
に晒された場合であっても、バイポーラ・カップ間の電
解液の漏出に対して長時間持続する内部及び外部絶縁シ
ールを提供する。
【００１０】好ましい絶縁コーティングは、揮発性の媒
体に保持され、雲母などの充てん剤を含むポリ（エチレ
ン−クロロトリフルオロエチレン）共重合体を包む。耐
久性の電気絶縁層を作るために、バイポーラ金属皿ある
いはカップの内壁及び外壁に懸濁液を噴霧し高い温度で
固化せしめる。
体に保持され、雲母などの充てん剤を含むポリ（エチレ
ン−クロロトリフルオロエチレン）共重合体を包む。耐
久性の電気絶縁層を作るために、バイポーラ金属皿ある
いはカップの内壁及び外壁に懸濁液を噴霧し高い温度で
固化せしめる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明を具現化するバイポ
ーラ２次電池２０の分解斜視図である。バッテリ２０
は、バイポーラ・ニッケル水素系のバッテリである。バ
ッテリ容器は、図２に示すようにテフロンライナ２４で
コーティングされた中央シリンダ２２、及び適切な締め
具により中央シリンダの端部リムと堅くはめ合う対向す
る先端キャップ２６，２８により画定される。中央シリ
ンダ２２及びキャップ２６，２８は、後述するバルクガ
ス貯蔵用の内部領域３４を画定する内部表面３２を提供
する。この構成により、バッテリ２０は、包含するガス
によって生じる圧力に耐えることができる。
ーラ２次電池２０の分解斜視図である。バッテリ２０
は、バイポーラ・ニッケル水素系のバッテリである。バ
ッテリ容器は、図２に示すようにテフロンライナ２４で
コーティングされた中央シリンダ２２、及び適切な締め
具により中央シリンダの端部リムと堅くはめ合う対向す
る先端キャップ２６，２８により画定される。中央シリ
ンダ２２及びキャップ２６，２８は、後述するバルクガ
ス貯蔵用の内部領域３４を画定する内部表面３２を提供
する。この構成により、バッテリ２０は、包含するガス
によって生じる圧力に耐えることができる。
【００１２】図１及び図２に示されるように、複数のセ
ル３６は容器内、特に中央シリンダ２２内に積重ねられ
て適切にマウントされる。各セル３６は、計量された所
定量の電解液を含んでおり、ベース４０及びベースを囲
み上方外向きに起立したテーパ側壁４２を含む金属のバ
イポーラ・カップを有している。起立した側壁は、ベー
スから離れるに従い広がった切頭円錐形状をしている。
ル３６は容器内、特に中央シリンダ２２内に積重ねられ
て適切にマウントされる。各セル３６は、計量された所
定量の電解液を含んでおり、ベース４０及びベースを囲
み上方外向きに起立したテーパ側壁４２を含む金属のバ
イポーラ・カップを有している。起立した側壁は、ベー
スから離れるに従い広がった切頭円錐形状をしている。
【００１３】本発明の本質的な斬新さは、図２に示され
る疎水性の絶縁コーティング４４にあり、各皿３８のテ
ーパ側壁４２の内面、外面及び周辺リムを覆い、バイポ
ーラ金属の皿３８が入れ子状に重ねられてセル３６を形
成するときにその側壁４２を互いに絶縁する。絶縁コー
ティング４４は、金属のテーパ側壁４２に強く接着さ
れ、バッテリ２０内の条件、すなわち強腐食性の電解液
（ＫＯＨ、ｐＨ＝１４＋）、電気化学的、熱的ストレス
の下で長期間強く接着され続けることが重要である。
る疎水性の絶縁コーティング４４にあり、各皿３８のテ
ーパ側壁４２の内面、外面及び周辺リムを覆い、バイポ
ーラ金属の皿３８が入れ子状に重ねられてセル３６を形
成するときにその側壁４２を互いに絶縁する。絶縁コー
ティング４４は、金属のテーパ側壁４２に強く接着さ
れ、バッテリ２０内の条件、すなわち強腐食性の電解液
（ＫＯＨ、ｐＨ＝１４＋）、電気化学的、熱的ストレス
の下で長期間強く接着され続けることが重要である。
【００１４】これらの要件を満たす絶縁コーティング材
料はクロロフルオロオレフィン単量体のポリマであり、
好ましくはクロロトリフルオロエチレン、そして最も好
ましくはオレフィン単量体、好ましくはエチレンを含む
単量体の共重合体である。金属のバイポーラ・カップ３
８はニッケル、ニッケルめっきしたアルミニウム、ステ
ンレス鋼、金属コーティングしたグラファイト合成物及
びチタンを含む様々な材料から作られる。
料はクロロフルオロオレフィン単量体のポリマであり、
好ましくはクロロトリフルオロエチレン、そして最も好
ましくはオレフィン単量体、好ましくはエチレンを含む
単量体の共重合体である。金属のバイポーラ・カップ３
８はニッケル、ニッケルめっきしたアルミニウム、ステ
ンレス鋼、金属コーティングしたグラファイト合成物及
びチタンを含む様々な材料から作られる。
【００１５】凝結体電極４６はベース近くに配置され
る。本発明に通常用いられる凝結体電極は、ニッケルス
クリーンに保持され、ボイド（空隙）体積の１．０ない
し２．５ｇ／ｃｍ3の間で活性なＮｉ(ＯＨ)2を電気化学
的に負荷（load）した、多孔度８４％、厚さ０．１ｃｍ
の焼結ニッケルである。これは標準的な航空宇宙用陽極
であるが、様々なニッケル陽極を用いることができる。
バイポーラ・バッテリの導電のためには必要が無いので
保持スクリーンの無い焼結ニッケル電極が特に好まし
い。
る。本発明に通常用いられる凝結体電極は、ニッケルス
クリーンに保持され、ボイド（空隙）体積の１．０ない
し２．５ｇ／ｃｍ3の間で活性なＮｉ(ＯＨ)2を電気化学
的に負荷（load）した、多孔度８４％、厚さ０．１ｃｍ
の焼結ニッケルである。これは標準的な航空宇宙用陽極
であるが、様々なニッケル陽極を用いることができる。
バイポーラ・バッテリの導電のためには必要が無いので
保持スクリーンの無い焼結ニッケル電極が特に好まし
い。
【００１６】凝結体電極４６には、ガス状活性物質の凝
結体コレクタを含む直径のより小さなガス電極４８が重
ねられる。ガス電極は、通常、炭素布あるいはエキスパ
ンドメタルに保持されテフロンに結合されたプラチナパ
ウダあるいは白金めっきされた炭素パウダである。ガス
電極は、その厚さ方向に導電的でなければならず、この
目的のため、疎水性の耐湿多孔性テフロン層を有しな
い。電解液が陰極の気孔に押し寄せないために背面方向
の疎水性も要求される。これは、電極のガス側に専売品
の疎水性の炭素コーティングを用いたガス電極４８のベ
ンダーにより得られる。ガス電極４８は、ガス状活性物
質の固体コレクタであり、皿の側壁４２にかまないよう
にアンダーカットされていることが望ましい。凝結体電
極４６で生成されたガスは、ガス電極を通ってセル３６
から排出される。
結体コレクタを含む直径のより小さなガス電極４８が重
ねられる。ガス電極は、通常、炭素布あるいはエキスパ
ンドメタルに保持されテフロンに結合されたプラチナパ
ウダあるいは白金めっきされた炭素パウダである。ガス
電極は、その厚さ方向に導電的でなければならず、この
目的のため、疎水性の耐湿多孔性テフロン層を有しな
い。電解液が陰極の気孔に押し寄せないために背面方向
の疎水性も要求される。これは、電極のガス側に専売品
の疎水性の炭素コーティングを用いたガス電極４８のベ
ンダーにより得られる。ガス電極４８は、ガス状活性物
質の固体コレクタであり、皿の側壁４２にかまないよう
にアンダーカットされていることが望ましい。凝結体電
極４６で生成されたガスは、ガス電極を通ってセル３６
から排出される。
【００１７】ガス電極４８及び凝結体電極４６の中間
に、誘電体のダブルセパレータ対５０がある。本発明の
目的のために用いられるセパレータの１つは多孔度がお
よそ８０％、厚さ０．０６ｃｍのＺｒＯ2織布である。
しかしながら、同様な結果を得るために他の適切な材料
を用いることができる。セパレータは、対向する電極を
電気的に絶縁するように作用するが、セパレータの気孔
を満たす電解液を介して電極間のイオン伝導は許容す
る。
に、誘電体のダブルセパレータ対５０がある。本発明の
目的のために用いられるセパレータの１つは多孔度がお
よそ８０％、厚さ０．０６ｃｍのＺｒＯ2織布である。
しかしながら、同様な結果を得るために他の適切な材料
を用いることができる。セパレータは、対向する電極を
電気的に絶縁するように作用するが、セパレータの気孔
を満たす電解液を介して電極間のイオン伝導は許容す
る。
【００１８】図２に示すように、隣接するセル３６の起
立した側壁４２は相互に間隙５２を画定するように向い
ており、隣接セル間、及びバッテリ２０内の各セル及び
内部バルクガス領域３４間のガス伝達を可能にする。前
述したように、液体に対する流動性を確保するために絶
縁ライナ２４が容器の内面に設けられる。各セルは、図
１及び図２に示す順番で、金属のバイポーラ・カップの
中に組立てられる。凝結体電極４６及び誘電体セパレー
タ５０が配置された後、凝結体電極及びセパレータの多
孔性体積の６０％ないし１００％の十分な量の電解液が
カップに導入される。このバッテリの電解液は、通常、
重量パーセントが１５％ないし４５％のＫＯＨ及び０％
ないし２０％のＬｉＯＨの水溶液の混合物である。電解
液導入の後、金属のカップ中にガス電極４８を配置する
ことによって組立は完了する。ガス電極４８は、凝結体
電極４６より直径が小さく、その周囲の短絡を回避す
る。バッテリ・アセンブリは、所望のセル数及びバッテ
リ電圧を得るようにセルを直列に積重ねている。積重ね
られたセルは、圧力容器を構成する中央シリンダ２２と
キャップ２６，２８によって画定される容器内に置か
れ、所定の値及び設計スタック高さに圧縮されて、電極
６０，４０にそれぞれバスリード５６（陰極），５８
（陽極）がバッテリ端に付けられ、容器は閉じられる。
本発明に用いられる好ましい絶縁コーティング４４は、
溶融処理可能な実質的に等モル量のクロロトリフルオロ
エチレン及びエチレンの共重合体であり、商標ＤＹＫＯ
Ｒの下で揮発性有機媒体中に雲母を含む懸濁液として市
販されている。
立した側壁４２は相互に間隙５２を画定するように向い
ており、隣接セル間、及びバッテリ２０内の各セル及び
内部バルクガス領域３４間のガス伝達を可能にする。前
述したように、液体に対する流動性を確保するために絶
縁ライナ２４が容器の内面に設けられる。各セルは、図
１及び図２に示す順番で、金属のバイポーラ・カップの
中に組立てられる。凝結体電極４６及び誘電体セパレー
タ５０が配置された後、凝結体電極及びセパレータの多
孔性体積の６０％ないし１００％の十分な量の電解液が
カップに導入される。このバッテリの電解液は、通常、
重量パーセントが１５％ないし４５％のＫＯＨ及び０％
ないし２０％のＬｉＯＨの水溶液の混合物である。電解
液導入の後、金属のカップ中にガス電極４８を配置する
ことによって組立は完了する。ガス電極４８は、凝結体
電極４６より直径が小さく、その周囲の短絡を回避す
る。バッテリ・アセンブリは、所望のセル数及びバッテ
リ電圧を得るようにセルを直列に積重ねている。積重ね
られたセルは、圧力容器を構成する中央シリンダ２２と
キャップ２６，２８によって画定される容器内に置か
れ、所定の値及び設計スタック高さに圧縮されて、電極
６０，４０にそれぞれバスリード５６（陰極），５８
（陽極）がバッテリ端に付けられ、容器は閉じられる。
本発明に用いられる好ましい絶縁コーティング４４は、
溶融処理可能な実質的に等モル量のクロロトリフルオロ
エチレン及びエチレンの共重合体であり、商標ＤＹＫＯ
Ｒの下で揮発性有機媒体中に雲母を含む懸濁液として市
販されている。
【００１９】共重合体はパウダとして形成され揮発性媒
体中に保持され、好ましくは、雲母などの鱗状の耐熱充
てん剤が加えられる。各プレート壁４２の内面及び外面
は機械的に粗にされ、きれいにされ、懸濁液でコーティ
ングされ、その後、揮発性媒体を蒸発させるために昇温
され、ポリマ粒子を熱溶融して不浸透性の絶縁コーティ
ング４４を形成する。コーティングは、１層当たりおよ
そ０．１ｍｍ（０．００４インチ）厚の２層でなされる
のが好ましい。
体中に保持され、好ましくは、雲母などの鱗状の耐熱充
てん剤が加えられる。各プレート壁４２の内面及び外面
は機械的に粗にされ、きれいにされ、懸濁液でコーティ
ングされ、その後、揮発性媒体を蒸発させるために昇温
され、ポリマ粒子を熱溶融して不浸透性の絶縁コーティ
ング４４を形成する。コーティングは、１層当たりおよ
そ０．１ｍｍ（０．００４インチ）厚の２層でなされる
のが好ましい。
【００２０】本発明の好ましい実施例について詳細に示
したが、本明細書及び添付した請求の範囲により画定さ
れる本発明の範囲から逸脱せずに様々な他の変形がなさ
れることは当業者であれば理解できる。
したが、本明細書及び添付した請求の範囲により画定さ
れる本発明の範囲から逸脱せずに様々な他の変形がなさ
れることは当業者であれば理解できる。
【図１】本発明を具現化するバッテリの分解組立斜視図
である。
である。
【図２】図１のバッテリに用いられる複数のバイポーラ
・セルの構成を示す部分分解断面図である。
・セルの構成を示す部分分解断面図である。
２０ バイポーラ２次電池 ２２ 中央シリンダ ２４ ライナ ２６，２８ キャップ ３２ 内部表面 ３４ バルクガス貯蔵領域 ３６ セル ４０ ベース ４２ テーパ側壁 ４４ 疎水性絶縁コーティング ４６ 凝結体電極 ４８ ガス電極 ５０ 誘電体セパレータ ５２ 間隙
Claims (13)
- 【請求項１】 ガス減極２次電池のバイポーラ・セルで
あって、 ベース及び上方外向きのテーパ状周縁壁を含む導電性バ
イポーラ・プレートと、 前記周縁壁の内面及び外面に被着されたクロロフルオロ
オレフィン・ポリマを含む疎水性の絶縁コーティング
と、 前記ベース近くに凝結体電極と、 ガス状活性物質用の凝結体電流コレクタを含むガス電極
と、 前記凝結体電極及び前記ガス電極の間に誘電体セパレー
タと、を有し、 前記絶縁コーティングは、隣接セルを通過したガスが前
記セルから前記電池内のバルクガス貯蔵領域へ通過可能
な向きを向いていることを特徴とするバイポーラ・セ
ル。 - 【請求項２】 請求項１記載のバイポーラ・セルであっ
て、 前記絶縁コーティングは、エチレン及びクロロトリフル
オロエチレンの共重合体からなることを特徴とするバイ
ポーラ・セル。 - 【請求項３】 請求項２記載のバイポーラ・セルであっ
て、 前記絶縁コーティングは、雲母充てん剤を含むことを特
徴とするバイポーラ・セル。 - 【請求項４】 バイポーラ２次電池であって、 内部バルクガス貯蔵領域を画定する内部表面を有する容
器と、 前記容器内に並んでマウントされ、各々が計量された所
定量の電解液を含む複数のセルと、を有し、 前記セルの各々が、 上方外向きのテーパ状周縁壁を含む導電性バイポーラ・
ベースと、 前記周縁壁の内面及び外面に被着されたクロロトリフル
オロオレフィン・ポリマを含む疎水性の絶縁コーティン
グと、 前記ベース近くに凝結体電極と、 ガス状活性物質用の凝結体電流コレクタを含むガス電極
と、 前記凝結体電極及び前記ガス電極の間に誘電体セパレー
タと、を有し、 前記複数のセルの前記絶縁コーティングは、前記セルの
各々から前記電池内のバルクガス貯蔵領域へ通過可能な
向きを向いていることを特徴とするバイポーラ２次電
池。 - 【請求項５】 請求項４記載のバイポーラ２次電池であ
って、 前記容器の前記内部表面上に、前記容器の壁を介した前
記セル間の電解液の架橋を防ぐ絶縁ライナを有すること
を特徴とするバイポーラ２次電池。 - 【請求項６】 ガス減極２次電池のバイポーラ・セルで
あって、 ベース及び前記ベースを囲み上方外向きのテーパ状側壁
を含む一体型の金属バイポーラ・プレートと、 前記周縁壁の内面及び外面に被着されたクロロトリフル
オロオレフィン・ポリマを含む疎水性の絶縁コーティン
グと、 前記ベースに重ねられた凝結体電極と、 ガス状活性物質用の凝結体電流コレクタを含むガス電極
と、 前記凝結体電極及び前記ガス電極の間に誘電体セパレー
タと、を有し、 起立した前記側壁は、隣接セルを通過したガスが前記セ
ルから前記電池内のバルクガス貯蔵領域へ通過可能な向
きを向いていることを特徴とするバイポーラ・セル。 - 【請求項７】 請求項６記載のバイポーラ・セルであっ
て、 前記起立した側壁は、前記ベースから離れるに従い広が
る切頭円錐形状を有し、 前記セルの前記起立した側壁及び隣接するセルの隣接す
る起立した側壁は、前記セルと前記隣接するセルとの間
の、及び前記セルと前記隣接するセルの各々及び前記電
池内のバルクガス貯蔵領域の間のガス伝達を可能にする
間隙を画定していることを特徴とするバイポーラ・セ
ル。 - 【請求項８】 請求項６記載のバイポーラ・セルであっ
て、 前記絶縁コーティングは、エチレン及びクロロトリフル
オロエチレンの共重合体からなることを特徴とするバイ
ポーラ・セル。 - 【請求項９】 上方外向きのテーパ状周縁壁に一体とな
った導電性ベースを有する、ガス減極２次電池の絶縁バ
イポーラ・プレートを製造する方法であって、 前記壁の内部及び外部の表面にクロロフルオロオレフィ
ン・ポリマの粒子を連続的にコーティングするステップ
と、 前記コーティングを昇温し前記粒子を溶融させて前記壁
に接着した連続的な疎水性コーティングを形成するステ
ップと、を有することを特徴とする方法。 - 【請求項１０】 請求項９記載の方法であって、 前記オレフィン・ポリマは、クロロトリフルオロエチレ
ンからなることを特徴とする方法。 - 【請求項１１】 請求項９記載の方法であって、 前記オレフィン・ポリマは、エチレン及びクロロトリフ
ルオロエチレンの共重合体であることを特徴とする方
法。 - 【請求項１２】 請求項９記載の方法であって、 前記オレフィン・ポリマは、揮発性有機媒体中の粒子の
懸濁液として適用されることを特徴とする方法。 - 【請求項１３】 請求項９記載の方法であって、 前記オレフィン・ポリマは、雲母充てん剤を含むことを
特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/900599 | 1997-07-25 | ||
| US08/900,599 US5858574A (en) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | Cells and gas depolarized batteries and method for producing same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11102723A true JPH11102723A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=25412773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10210529A Pending JPH11102723A (ja) | 1997-07-25 | 1998-07-27 | ガス減極バッテリ及びその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5858574A (ja) |
| JP (1) | JPH11102723A (ja) |
| FR (1) | FR2766624A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10159008A1 (de) * | 2001-11-30 | 2003-06-12 | Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh | Bipolarplatte, Pressvorrichtung sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen |
| DE102005020719B3 (de) * | 2005-05-04 | 2006-09-14 | Drägerwerk AG | Offner elektrochemischer Sensor |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4877694A (en) * | 1987-05-18 | 1989-10-31 | Eltech Systems Corporation | Gas diffusion electrode |
| US5652073A (en) * | 1996-04-03 | 1997-07-29 | Space Systems/Loral, Inc. | Bipolar cell design for a gas depolarized battery |
| US5752987A (en) * | 1997-08-01 | 1998-05-19 | Space Systems/Loral, Inc. | Method for producing improved electrolyte-retention bipolar cells and batteries |
-
1997
- 1997-07-25 US US08/900,599 patent/US5858574A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-07-21 FR FR9809300A patent/FR2766624A1/fr not_active Withdrawn
- 1998-07-27 JP JP10210529A patent/JPH11102723A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5858574A (en) | 1999-01-12 |
| FR2766624A1 (fr) | 1999-01-29 |
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