JPH11149937A - 密閉式二次電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】劣化した電解液を新しい電解液に交換可能とす
ることにより、充放電容量等の能力が低下して劣化した
電池を再生する。 【解決手段】電池本体１は、正極、負極及び電解質Ｌが
内蔵された第１内部空間１０ａと、第１内部空間１０ａ
及び外部を連通する第１連通孔１１とをもつ。補充用容
器２は、電池本体１と着脱可能に連結され、補充用電解
液Ｌ’が内蔵される第２内部空間２０ａと、第２内部空
間２０ａ及び外部を連通する第２連通孔２１とをもつ。
電池本体１と補充用容器２とは、第１結合磁石１２及び
第２結合磁石２２の磁力により連結される。このとき、
第１及び第２弁磁石１３及び２３が磁力により反発して
第１及び第２連通孔１１及び２１を開口し、第１及び第
２内部空間１０ａ及び２０ａが連通される。これによ
り、補充用容器２から新しい補充用電解液Ｌ’を電池本
体１に供給することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は密閉式二次電池に関
し、詳しくは充放電容量等の能力が低下して劣化した場
合に再生させることのできる密閉式二次電池に関する。
本発明の密閉式二次電池は、例えばニッケル−水素二次
電池やニッケル−カドニウム二次電池に適用することが
できる。

【０００２】

【従来の技術】密閉式の二次電池として、従来、ニッケ
ル−水素二次電池やニッケル−カドニウム二次電池が知
られている。例えば、ニッケル−水素二次電池は、正極
活物質として水酸化ニッケルを用いた正極と、多量の水
素を吸蔵、放出する能力を有する水素吸蔵合金よりなる
負極と、アルカリ水溶液よりなる電解質とを備えてお
り、工業的にはほとんど筒型密閉電池として製造されて
いる。

【０００３】このニッケル−水素二次電池では、下記の
反応式で電池反応が進行し、充放電が行われる。 ［正極］ Ｎｉ（ＯＨ）₂ ＋ＯＨ^- → ＮｉＯＯＨ＋Ｈ₂ Ｏ＋ｅ
^- （充電） Ｎｉ（ＯＨ）₂ ＋ＯＨ^- ← ＮｉＯＯＨ＋Ｈ₂ Ｏ＋ｅ
^- （放電） ［負極］ Ｍ＋Ｈ₂ Ｏ＋ｅ^- → ＭＨ＋ＯＨ^- （充電） Ｍ＋Ｈ₂ Ｏ＋ｅ^- ← ＭＨ＋ＯＨ^- （放電） なお、負極での反応を示す反応式中、Ｍは活物質たる水
素を放出した状態にある水素吸蔵合金を示し、ＭＨは水
素を吸蔵した状態にある水素吸蔵合金を示す。また、充
電反応において、負極の水素吸蔵合金Ｍは、アルカリ水
溶液中の水を電気分解して水素を吸蔵してＭＨとなり、
水酸基（ＯＨ^- ）を生じ、その水酸基が正極のＮｉ（Ｏ
Ｈ）₂ と反応してＮｉＯＯＨとなり、水を生じる。放電
反応においては、この逆反応が起こり、負極の水素吸蔵
合金ＭＨが水素を放出してＭとなる。

【０００４】かかるニッケル−水素二次電池は、エネル
ギー密度が大きくエネルギー効率も高いという特徴を有
している。また、充放電により水素イオンが活物質間を
移動する単純な反応機構であるので、充放電条件を制御
すると密閉化によりメンテナンスフリーとなり、かつ十
分なサイクル寿命も得られるという特徴もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、たとえ長寿
命であるニッケル−水素二次電池であっても、充放電サ
イクルの繰り返しにより少しずつではあるが電解液が徐
々に劣化すること自体は避けられない。また、上記ニッ
ケル−水素二次電池は、急速充電や過充電など過酷な条
件で充電されると、正極から酸素が発生し、この酸素が
負極の水素吸蔵合金と以下の反応式に示す酸化反応を起
こしてＭ（ＯＨ）を生成する。

【０００６】２ＭＨ＋Ｏ₂ → ２Ｍ（ＯＨ） このＭ（ＯＨ）は、化学的に安定でＭやＭＨには戻り難
く、また充放電の電池反応には関与しない。このため、
上記過充電等の過酷な充電が繰り返されると、負極の水
素吸蔵合金が酸化により劣化し、これにより電池の充放
電容量が低下する。

【０００７】しかしながら、上記したような密閉式のニ
ッケル−水素二次電池では、電解液を補充したり、ある
いは交換したりすることできない。このため、密閉式ニ
ッケル−水素電池は、上記電解液や負極の劣化により、
最終的には使用不能状態となる。なお、特開平５−１３
５７９７号公報や特開昭５７−９０７５号公報には、電
解液中に還元剤を添加することにより、負極の酸化、劣
化を抑えることのできる密閉式二次電池が開示されてい
るが、このように最初から電解液中に還元剤を添加して
おく技術では、電池が劣化したときには還元剤自身の還
元作用も弱まっているため、還元剤による電池の再生能
力は期待できない。

【０００８】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、劣化した電解液を新しい電解液に交換可能とする
ことにより、充放電容量等の能力が低下して劣化した電
池を再生させることのできる密閉式二次電池を提供する
ことを解決すべき技術課題とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の密閉式二次電池は、正極、負極及び電解質が内蔵さ
れた第１内部空間と、該第１内部空間及び外部を連通す
る第１連通孔とをもつ電池本体と、上記電池本体と着脱
可能に連結され、補充用電解液が内蔵される第２内部空
間と、該第２内部空間及び外部を連通する第２連通孔と
をもつ補充用容器と、上記電池本体と上記補充用容器と
を連結させる結合手段と、上記第１連通孔及び上記第２
連通孔のうち少なくとも上記第１連通孔を遮蔽又は開口
の状態に切り換える弁手段とを備え、上記電池本体と上
記補充用容器とが分離された状態では、上記弁手段が少
なくとも上記第１連通孔を遮蔽し、上記第１連通孔と上
記第２連通孔とが対向されつつ上記結合手段により上記
電池本体と上記補充用容器とが連結された状態では、上
記弁手段が少なくとも上記第１連通孔を開口して上記第
１内部空間と上記第２内部空間とが上記第１連通孔及び
上記第２連通孔を介して連通されることを特徴とする。

【００１０】この密閉式二次電池は、電池本体と補充用
容器とを結合手段により連結した状態で使用したり、あ
るいは電池本体と補充用容器とを分離した状態で使用し
たりすることができる。また、この密閉式二次電池で
は、電池の再生時に、劣化した電解液に新しい補充用電
解液を混入させて劣化した電解液の一部を新しい補充用
電解液に交換したり、あるいは劣化した電解液の全てを
新しい補充用電解液に交換したりすることができる。

【００１１】まず、電池本体と補充用容器とを連結した
状態で使用し、かつ、電池の再生時に劣化した電解液の
一部を新しい補充用電解液に交換する場合について、説
明する。この場合、電池の再生時に両者を分離する。そ
して、劣化した電解液の入った補充用容器を新しい補充
用電解液の入った別の補充用容器と交換するか、あるい
は劣化した電解液を排出して空になった第２内部空間に
新しい補充用電解液を供給し、この新しい補充用電解液
の入った補充用容器と電池本体とを結合手段により連結
させる。このように電池本体と補充用容器とが連結され
たときに、弁手段が少なくとも電池本体の第１連通孔を
開口し、これにより該第１連通孔及び該第２連通孔を介
して電池本体の第１内部空間と補充用容器の第２内部空
間とが連通される。このため、補充用容器の第２内部空
間に内蔵された新しい補充用電解液を電池本体の第１内
部空間に供給することにより、劣化した電解液に新しい
補充用電解液を混入させて劣化した電解液の一部を新し
い補充用電解液に交換することができる。

【００１２】また、電池本体と補充用容器とを連結した
状態で使用し、かつ、電池の再生時に劣化した電解液の
全てを新しい補充用電解液に交換する場合は、上記と同
様、電池の再生時に両者を分離する。そして、まず第２
内部空間が空の補充用容器を電池本体に連結させ、電池
本体の第１内部空間にある劣化した電解液を補充用容器
の第２内部空間に移す。その後、両者を分離して、劣化
した電解液の入った補充用容器の替わりに新しい補充用
電解液の入った補充用容器を電池本体に連結させ、補充
用容器の第２内部空間にある新しい補充用電解液を電池
本体の第１内部空間に移す。そして、再び両者を分離
し、第２内部空間が空の補充用容器の替わりに新しい補
充用電解液の入った補充用容器を電池本体に連結させ
る。このような手順により、電池本体の第１内部空間及
び補充用容器の第２内部空間内の電解液を全て新しいも
のに交換することができる。

【００１３】このように電池本体と補充用容器とを連結
した状態で使用する場合、補充用容器の第２内部空間の
容積分だけ電解液の容積を増やすことができるため、そ
の分電解液自身の劣化度合を遅らせたり、放熱面積の増
大により電池本体の温度上昇を抑えて充放電効率を向上
させたりすることが可能となる。次に、電池本体と補充
用容器とを分離した状態で使用し、かつ、電池の再生時
に劣化した電解液の一部を新しい補充用電解液に交換す
る場合について、説明する。この場合、電池の再生時
に、新しい電解液の入った補充用容器を電池本体に連結
させ、補充用容器の第２内部空間に内蔵された新しい補
充用電解液を電池本体の第１内部空間に供給することに
より、劣化した電解液に新しい補充用電解液を混入させ
て劣化した電解液の一部を新しい補充用電解液に交換す
ることができる。なお、電池の再生後、使用に際して
は、両者を再び分離する。

【００１４】また、電池本体と補充用容器とを分離した
状態で使用し、かつ、電池の再生時に劣化した電解液の
全てを新しい補充用電解液に交換する場合は、電池の再
生時に、まず第２内部空間が空の補充用容器を電池本体
に連結させ、電池本体の第１内部空間にある劣化した電
解液を補充用容器の第２内部空間に移す。その後、両者
を分離して、劣化した電解液の入った補充用容器の替わ
りに新しい補充用電解液の入った補充用容器を電池本体
に連結させ、補充用容器の第２内部空間にある新しい補
充用電解液を電池本体の第１内部空間に移す。そして、
再び両者を分離し、使用に供する。このような手順によ
り、電池本体の第１内部空間内の電解液を全て新しいも
のに交換することができる。

【００１５】なお、劣化した電解液の一部を新しい補充
用電解液に交換する場合は、補充用容器の第２内部空間
から電池本体の第１内部空間へ新しい補充用電解液を混
入させ易くすべく、補充用容器の第２内部空間内の圧力
を電池本体の第１内部空間内の圧力よりも高く設定する
ことが好ましい。また、劣化した電解液の全てを新しい
補充用電解液に交換する場合は、電池本体の第１内部空
間内の劣化した電解液を一度の操作により全て補充用容
器の第２内部空間内に移すべく、補充用容器の第２内部
空間の実質的な容積（補充用電解液が占有できる容積）
を電池本体の第１内部空間の実質的な容積（電解液が占
有できる容積）と同等以上とすることが好ましい。

【００１６】以上のように、本発明の密閉式二次電池で
は、電解液が劣化した場合に、劣化した電解液の一部又
は全てを新しい補充用電解液に交換することができる。
このため、電解液の劣化により充放電容量等の能力が低
下した密閉式二次電池を再生することが可能となる。ま
た、密閉式二次電池の劣化は、前述したように、負極の
酸化によるとことが大きい。

【００１７】そこで、本発明の密閉式二次電池は、好ま
しい態様において、前記補充用電解液には、還元剤が添
加される。この態様によれば、補充用容器から電池本体
に新しい補充用電解液を補充する度に、電池本体の第１
内部空間内に新しい補充用電解液とともに還元剤を供給
することができる。このため、電池本体の第１内部空間
にある、酸化により劣化した負極を還元剤により還元し
て回復させることができる。したがって、負極の酸化、
劣化により充放電容量の能力が低下した密閉式二次電池
を再生することが可能となる。

【００１８】上記還元剤としては、次亜リン酸ナトリウ
ム、次亜リン酸カリウム、水素化ホウ素ナトリウム、水
素化ホウ素カリウムなどが例示される。還元剤の添加割
合は、使用に供される電解液中に、０．１〜０．２５モ
ル／Ｌ添加するのが好ましい。還元剤の添加量が多すぎ
るとコストが増大し、また水素ガス発生による内圧上昇
などの不具合が生じる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の密閉式二次電池の
実施形態について、図面を参照しつつ具体的に説明す
る。本実施形態の密閉式二次電池は、その全体構成を図
１に模式的に示すように、電池本体１と、この電池本体
１に着脱可能に連結された補充用容器２とを備えてい
る。

【００２０】電池本体１は、第１内部空間１０ａをもつ
第１筒型密閉容器１０よりなり、この第１内部空間１０
ａ内に正極、負極及びセパレータよりなる電極体（図示
せず）並びに電解液Ｌが内蔵されている。ここに、正極
は発泡ニッケル基板に水酸化ニッケル粉末と金属コバル
ト粉末からなる活物質を塗布充填したものであり、負極
はＭｍＮｉ５−ｘ−ｙ−ｚＡｌｘＭｎｙＣｏｚからなる
水素吸蔵合金基板であり、セパレータはポリプロピレン
不織布にスルホン基を導入したものであり、電解液Ｌは
アルカリ電解液としての水酸化リチウム、水酸化カリウ
ム及び水酸化ナトリウムの混合水溶液である。

【００２１】本実施形態の密閉式二次電池の要部断面図
を図２に示すように、電池本体１の第１筒型密閉容器１
０の底部（図１〜図３の右側）には有底筒状凸部１０ｂ
が設けられ、この有底筒状凸部１０ｂの底部１０ｃには
第１内部空間１０ａと外部とを連通する第１連通孔１１
が設けられている。そして、有底筒状凸部１０ｂの底部
１０ｃの外表面には第１結合磁石１２が固着されてい
る。また、有底筒状凸部１０ｂの内部には、第１軸部１
３ａと、この第１軸部１３ａの基部に一体的に形成され
た第１座部１３ｂとからなる第１弁磁石１３が、第１軸
部１３ａの軸方向（有底筒状凸部１０ｂの軸方向と同
じ）に移動可能に配設されている。第１弁磁石１３の第
１軸部１３ａは第１連通孔１１の内径よりも小さな外径
を有して該第１連通孔１１内を挿通可能とされ、第１弁
磁石１３の第１座部１３ｂは第１連通孔１１の内径より
も大きな外径を有して第１連通孔１１を遮蔽可能とされ
ている。この第１弁磁石１３は、第１バネ１４により、
第１座部１３ｂが有底筒状凸部１０ｂの底部１０ｃの内
表面に当接する方向に付勢されている。なお、第１バネ
１４は、有底筒状凸部１０ｂの開口部１０ｄを覆うよう
に第１筒型密閉容器１０に固着された金網１５に一端が
固定され、第１弁磁石１３の第１座部１３ｂに他端が固
定されている。そして、第１弁磁石１３と後述する第２
弁磁石２３との間で磁力が働いていない状態（図３に示
すように電池本体１と補充用容器２とが分離された状
態）では、第１バネ１４の付勢力により、第１弁磁石１
３の第１座部１３ｂが有底筒状凸部１０ｂの底部１０ｃ
に当接、押圧されており、これにより電池本体１の第１
連通孔１１が第１弁磁石１３で遮蔽されている。なお、
この状態で、第１弁磁石１３の第１軸部１３ａの先端面
は、有底筒状凸部１０ｂの底部１０ｃ外表面に固着され
た第１結合磁石１２の外表面と面一とされている。

【００２２】次に、補充用容器２は第２内部空間２０ａ
をもつ第２筒型密閉容器２０よりなり、この第２内部空
間２０ａ内には電解液Ｌ又は補充用電解液Ｌ’が内蔵さ
れる。ここに、補充用電解液Ｌ’としては、アルカリ電
解液としての水酸化リチウム、水酸化カリウム及び水酸
化ナトリウムの混合水溶液に、還元剤としての次亜リン
酸ナトリウムを０．２４モル／Ｌの割合で添加したもの
を用いる。

【００２３】補充用容器２の第２筒型密閉容器２０の上
部（図１〜図３の左側）には有底筒状凹部２０ｂが設け
られ、この有底筒状凹部２０ｂの底部２０ｃには第２内
部空間２０ａと外部とを連通する第２連通孔２１が設け
られている。なお、有底筒状凹部２０ｂの内径は上記有
底筒状凸部１０ｂの外径と略同等とされ、有底筒状凹部
２０ｂ内に上記有底筒状凸部１０ｂが嵌合可能とされて
いる。そして、有底筒状凹部２０ｂの底部２０ｃの外表
面には第２結合磁石２２が固着されている。また、第２
筒型密閉容器２０の内部には、第２軸部２３ａと、この
第２軸部２３ａの基部に一体的に形成された第２座部２
３ｂとからなる第２弁磁石２３が、第２軸部２３ａの軸
方向（有底筒状凹部２０ｂの軸方向と同じ）に移動可能
に配設されている。第２弁磁石２３の第２軸部２３ａは
第２連通孔２１の内径よりも小さな外径を有して該第２
連通孔２１内を挿通可能とされ、第２弁磁石２３の第２
座部２３ｂは第２連通孔２１の内径よりも大きな外径を
有して第２連通孔２１を遮蔽可能とされている。この第
２弁磁石２３は、第２バネ２４により、第２座部２３ｂ
が有底筒状凹部２０ｂの底部２０ｃの内表面に当接する
方向に付勢されている。なお、第２バネ２４は、第２筒
型密閉容器２０に一端が固定され、第２弁磁石２３の第
２座部２３ｂに他端が固定されている。そして、上記第
１弁磁石１３と第２弁磁石２３との間で磁力が働いてい
ない状態（図３に示すように電池本体１と補充用容器２
とが分離された状態）では、第２バネ２４の付勢力によ
り、第２弁磁石２３の第２座部２３ｂが有底筒状凹部２
０ｂの底部２０ｃに当接、押圧されており、これにより
補充用容器２の第２連通孔２１が第２弁磁石２３で遮蔽
されている。なお、この状態で、第２弁磁石２３の第２
軸部２３ａの先端面は、有底筒状凹部２０ｂの底部２０
ｃ外表面に固着された第２結合磁石２２の外表面と面一
とされている。

【００２４】ここに、上記第１結合磁石１２と上記第２
結合磁石２２とは互いに磁極が異なり、両者は磁力によ
り結合可能とされている。また、上記第１弁磁石１３と
上記第２弁磁石２３とは磁極が同じで、両者は磁力によ
り反発可能とされている。なお、第１結合磁石１２及び
第２結合磁石２２が本発明の結合手段を構成し、第１弁
磁石１３、第１バネ１４、第２弁磁石２３及び第２バネ
２４が本発明の弁手段を構成する。

【００２５】この密閉式二次電池は、電池本体１と補充
用容器２とを結合手段により連結した状態で使用した
り、あるいは電池本体１と補充用容器２とを分離した状
態で使用したりすることができる。また、この密閉式二
次電池では、電池の再生時に、劣化した電解液Ｌに新し
い補充用電解液Ｌ’を混入させて劣化した電解液Ｌの一
部を新しい補充用電解液Ｌ’に交換したり、あるいは劣
化した電解液Ｌの全てを新しい補充用電解液Ｌ’に交換
したりすることができる。

【００２６】まず、電池本体１と補充用容器２とを連結
した状態で使用し、かつ、電池の再生時に劣化した電解
液Ｌの一部を新しい補充用電解液Ｌ’に交換する場合に
ついて、説明する。すなわち、電池本体１と補充用容器
２とが連結された電池の使用時は、電池本体１側の有底
筒状凸部１０ｂが補充用容器２側の有底筒状凹部２０ｂ
内に嵌合されるとともに、第１結合磁石１２と第２結合
磁石２２とが磁力により結合されている。このとき、第
１弁磁石１３と第２弁磁石２３とは磁力により互いに反
発し合い、それぞれ第１バネ１４及び第２バネ２４のバ
ネ力に抗して互いに離隔する方向に移動している。その
結果、第１弁磁石１３の第１座部１３ｂと有底筒状凸部
１０ｂの底部１０ｃとの間、及び第２弁磁石２３の第２
座部２３ｂと有底筒所凹部２０ｂの底部２０ｃとの間に
隙間が生じており、第１連通孔１１及び第２連通孔２１
が開口されている。これにより、第１連通孔１１及び第
２連通孔２１を介して電池本体１の第１内部空間１０ａ
と補充用容器２の第２内部空間２０ａとが連通されてい
る。

【００２７】電池が劣化して電池を再生する必要が生じ
た時は、電池本体１と補充用容器２とを分離する。この
とき、第１弁磁石１３は第１バネ１４のバネ力により付
勢されて第１座部１３ｂが有底筒状凸部１０ｂの底部１
０ｃに当接、押圧されるため、電池本体１の第１連通孔
１１はこの第１弁磁石１３により遮蔽される。同様に、
第２弁磁石２３は第２バネ２４のバネ力により付勢され
て第２座部２３ｂが有底筒状凹部２０ｂの底部２０ｃに
当接、押圧されるため、補充用容器２の第２連通孔２１
はこの第２弁磁石２３により遮蔽される。このため、電
池本体１の第１内部空間１０ａ及び補充用容器２の第２
内部空間２０ａ内の電解液Ｌが第１連通孔１１及び第２
連通孔２１を介して外部に漏れ出ることはない。

【００２８】そして、劣化した電解液Ｌの入った補充用
容器２を新しい補充用電解液Ｌ’の入った別の補充用容
器２と交換するか、あるいは劣化した電解液Ｌを排出し
て空になった第２内部空間２０ａに新しい補充用電解液
Ｌ’を供給し、この新しい補充用電解液Ｌ’の入った補
充用容器２と電池本体１とを連結させる。すなわち、電
池本体１側の有底筒状凸部１０ｂを補充用容器２側の有
底筒状凹部２０ｂ内に嵌合させるとともに、第１結合磁
石１２と第２結合磁石２２とを磁力により結合させる。
このように電池本体１と補充用容器２とが連結される
と、第１弁磁石１３と第２弁磁石２３とが磁力により互
いに反発し合い、それぞれ第１バネ１４及び第２バネ２
４のバネ力に抗して互いに離隔する方向に移動する。そ
の結果、第１弁磁石１３の第１座部１３ｂと有底筒状凸
部１０ｂの底部１０ｃとの間、及び第２弁磁石２３の第
２座部２３ｂと有底筒所凹部２０ｂの底部２０ｃとの間
に隙間が生じ、第１連通孔１１及び第２連通孔２１が開
口される。これにより、第１連通孔１１及び第２連通孔
２１を介して電池本体１の第１内部空間１０ａと補充用
容器２の第２内部空間２０ａとが連通される。このた
め、補充用容器２の第２内部空間２０ａに内蔵された新
しい補充用電解液Ｌ’を電池本体１の第１内部空間１０
ａに供給することにより、劣化した電解液Ｌに新しい補
充用電解液Ｌ’を混入させて劣化した電解液Ｌの一部を
新しい補充用電解液Ｌ’に交換することができる。

【００２９】なお、補充用容器２の第２内部空間２０ａ
から電池本体１の第１内部空間１０ａへ新しい補充用電
解液Ｌ’を混入させ易くすべく、補充用容器２の第２内
部空間２０ａ内の圧力は電池本体１の第１内部空間１０
ａ内の圧力よりも高く（１．４７×１０⁵ 〜１．９６×
１０⁵ Ｐａ程度）設定されている。また、電池本体１と
補充用容器２とを連結した状態で使用し、かつ、電池の
再生時に劣化した電解液Ｌの全てを新しい補充用電解液
Ｌ’に交換する場合は、上記と同様、電池の再生時に両
者を分離する。そして、まず第２内部空間２０ａが空の
補充用容器２を電池本体１に連結させ、電池本体１の第
１内部空間１０ａにある劣化した電解液Ｌを補充用容器
２の第２内部空間２０ａに移す。その後、両者を分離し
て、補充用容器２から劣化した電解液Ｌを排出し、第２
内部空間２０ａを空にしてから再び電池本体１に連結さ
せ、電池本体１の第１内部空間１０ａにある劣化した電
解液Ｌを補充用容器２の第２内部空間２０ａに移す。こ
のような操作を繰り返すことにより、電池本体１の第１
内部空間１０ａ内の劣化した電解液Ｌを全て排出する。

【００３０】そして、新しい補充用電解液Ｌ’の入った
補充用容器２を電池本体１に連結させ、補充用容器２の
第２内部空間２０ａにある新しい補充用電解液Ｌ’を電
池本体１の第１内部空間１０ａに移す。その後、両者を
分離して、第２内部空間２０ａが空の補充用容器２の替
わりに新しい補充用電解液Ｌ’の入った補充用容器２を
電池本体１に連結させ、補充用容器２の第２内部空間２
０ａにある新しい補充用電解液Ｌ’を電池本体１の第１
内部空間１０ａに移す。このような操作を繰り返すこと
により、電池本体１の第１内部空間１０ａ内に新しい電
解液Ｌ’を充填する。そして、最後に新しい補充用電解
液Ｌ’の入った補充用容器２を電池本体１に連結させ
る。このような手順により、電池本体１の第１内部空間
１０ａ及び補充用容器２の第２内部空間２０ａ内の電解
液を全て新しいものに交換することができる。

【００３１】なお、電池本体１の第１内部空間１０ａか
ら劣化した電解液Ｌを排出したり第１内部空間１０ａ内
に新しい電解液Ｌ’を充填したりするに際し、上記操作
を繰り返す代わりに、補充用容器２の第２内部空間２０
ａの実質的な容積を電池本体１の第１内部空間１０ａの
実質的な容積と同等以上とすることにより、上記操作を
一度で行うこともできる。また、別途棒状治具等を用い
て第１弁磁石１３を第１バネ１４のバネ力に抗して有底
筒状凸部１０ｂ内に退入させて第１連通孔１１を開口
し、この第１連通孔１１から直接、外部に劣化した電解
液Ｌを排出したり、新しい電解液Ｌ’を供給したりして
もよい。

【００３２】このように電池本体１と補充用容器２とを
連結した状態で使用する場合、補充用容器２の第２内部
空間２０ａの容積分だけ電解液の容積を増やすことがで
きるため、その分電解液自身の劣化度合を遅らせたり、
放熱面積の増大により電池本体１の温度上昇を抑えて充
放電効率を向上させたりすることが可能となる。次に、
電池本体１と補充用容器２とを分離した状態で使用し、
かつ、電池の再生時に劣化した電解液Ｌの一部を新しい
補充用電解液Ｌ’に交換する場合について、説明する。
この場合、電池の再生時に、新しい電解液Ｌ’の入った
補充用容器２を電池本体１に連結させ、補充用容器２の
第２内部空間２０ａに内蔵された新しい補充用電解液
Ｌ’を電池本体１の第１内部空間１０ａに供給すること
により、劣化した電解液Ｌに新しい補充用電解液Ｌ’を
混入させて劣化した電解液Ｌの一部を新しい補充用電解
液Ｌ’に交換することができる。なお、電池の再生後、
使用に際しては、両者を再び分離する。

【００３３】また、電池本体１と補充用容器２とを分離
した状態で使用し、かつ、電池の再生時に劣化した電解
液Ｌの全てを新しい補充用電解液Ｌ’に交換する場合
は、電池の再生時に、まず前述したように第２内部空間
２０ａが空の補充用容器２を電池本体１に連結させ、電
池本体１の第１内部空間１０ａにある劣化した電解液Ｌ
を補充用容器２の第２内部空間２０ａに移すこと等によ
り、電池本体１の第１内部空間１０ａから劣化した電解
液Ｌを全て排出する。その後、前述したように新しい補
充用電解液Ｌ’の入った補充用容器２を電池本体１に連
結させ、補充用容器２の第２内部空間２０ａにある新し
い補充用電解液Ｌ’を電池本体１の第１内部空間１０ａ
に移すこと等により、電池本体１の第１内部空間１０ａ
に新しい電解液Ｌ’を充填させる。そして、両者を分離
した状態で使用に供する。このような手順により、電池
本体の第１内部空間内の電解液を全て新しいものに交換
することができる。

【００３４】以上のように、本実施形態の密閉式二次電
池では、電解液が劣化した場合に、劣化した電解液Ｌの
一部又は全てを新しい補充用電解液Ｌ’に交換すること
ができる。このため、電解液の劣化により充放電容量等
の能力が低下した密閉式二次電池を再生することが可能
となる。また、本実施形態の密閉式二次電池では、補充
用電解液Ｌ’に還元剤が添加されている。このため、補
充用容器２から電池本体１に新しい補充用電解液Ｌ’を
補充する度に、電池本体１の第１内部空間１０ａ内に新
しい補充用電解液Ｌ’とともに還元剤を供給することが
できる。このため、電池本体１の第１内部空間１０ａに
ある、酸化により劣化した負極を還元剤により還元して
回復させることができる。したがって、負極の酸化、劣
化により充放電容量の能力が低下した密閉式二次電池を
再生することが可能となる。

【００３５】なお、上記実施形態では、密閉式二次電池
として、ニッケル−水素二次電池を採用したが、本発明
は特にこれに限定されるものではなく、ニッケル−カド
ニウム二次電池やリチウムイオン二次電池等の他の密閉
式二次電池にも適用可能である。 （試験例）上述の実施形態で説明した密閉式二次電池と
同様の構成を有し、電池容量６．３Ａｈ、内部抵抗４．
５ｍΩの密閉式二次電池を準備した。なお、電池本体１
の第１内部空間１０ａの実質的な容積は５ｃｍ³ であ
り、補充用容器２の第２内部空間２０ａの実質的な容積
は１０ｃｍ³ である。

【００３６】そして、電池本体１と補充用容器２とを分
離した状態で使用し、室温において３Ｃの定電流充電と
３Ｃの定電流放電の条件で充放電を繰り返して劣化させ
た。劣化後の電池容量は３．０Ａｈ、内部抵抗は１７．
２ｍΩとなった。このように劣化した電池を再生すべ
く、第２内部空間２０ａ内に新しい補充用電解液Ｌ’が
充填された補充用容器２（第２内部空間２０ａ内圧力は
１．７×１０⁵ Ｐａ）を電池本体１に連結させ、電池本
体１の第１内部空間１０ａ内の劣化した電解液Ｌの一部
を新しい補充用電解液Ｌ’に交換した。

【００３７】再生後の電池容量及び内部抵抗を測定した
結果を表１にも示すように、再生後の電池性能は、電池
容量６．０Ａｈ、内部抵抗６．２ｍΩと初期性能に近く
十分に再生された。また、電池容量の回復率は９０．９
％、内部抵抗の回復率は８６．６％であった。なお、電
池容量の回復率とは、劣化した電池容量（電池容量の初
期値から劣化時の電池容量を減じた値）に対する回復し
た電池容量（再生後の電池容量から劣化時の電池容量を
減じた値）の割合であり、内部抵抗の回復率とは、劣化
した内部抵抗（劣化時の内部抵抗から内部抵抗の初期値
を減じた値）に対する回復した内部抵抗（劣化時の内部
抵抗から再生後の内部抵抗を減じた値）の割合である。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の密閉式二
次電池では、劣化した電解液の一部又は全てを新しい補
充用電解液に交換することができるため、電解液の劣化
により充放電容量等の能力が低下した密閉式二次電池を
再生することが可能となる。また、補充用電解液に還元
剤を添加した場合には、酸化により劣化した負極を還元
剤により還元して回復させることができため、負極の酸
化、劣化により充放電容量の能力が低下した密閉式二次
電池を再生することが可能となる。

【００４０】したがって、本発明の密閉式二次電池によ
れば、再生時に補充する電解液のコスト分のみの負担
で、劣化した電池を再生して再使用することができるた
め、地球資源の節約に寄与できるとともに、密閉式二次
電池全体のコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の密閉式二次電池の全体構成を示す
模式図である。

【図２】本実施形態の密閉式二次電池に係り、電池本体
と補充用容器とが連結された状態を示す要部断面図であ
る。

【図３】本実施形態の密閉式二次電池に係り、電池本体
と補充用容器とが分離された状態を示す要部断面図であ
る。

【符号の説明】

１…電池本体 ２…補充用容器 １０ａ…第１内部空間 ２０ａ…第２内部空間 １１…第１連通孔 ２１…第２連通孔 １２、２２…結合手段（１２…第１結合磁石、２２…第
２結合磁石） １３、１４、２３、２４…弁手段（１３…第１弁磁石、
１４…第１バネ、２３…第２弁磁石、２４…第２バネ） Ｌ…電解液 Ｌ’…補充用電解液

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正極、負極及び電解質が内蔵された第１内
   部空間と、該第１内部空間及び外部を連通する第１連通
   孔とをもつ電池本体と、 上記電池本体と着脱可能に連結され、補充用電解液が内
   蔵される第２内部空間と、該第２内部空間及び外部を連
   通する第２連通孔とをもつ補充用容器と、 上記電池本体と上記補充用容器とを連結させる結合手段
   と、 上記第１連通孔及び上記第２連通孔のうち少なくとも上
   記第１連通孔を遮蔽又は開口の状態に切り換える弁手段
   とを備え、 上記電池本体と上記補充用容器とが分離された状態で
   は、上記弁手段が少なくとも上記第１連通孔を遮蔽し、
   上記第１連通孔と上記第２連通孔とが対向されつつ上記
   結合手段により上記電池本体と上記補充用容器とが連結
   された状態では、上記弁手段が少なくとも上記第１連通
   孔を開口して上記第１内部空間と上記第２内部空間とが
   上記第１連通孔及び上記第２連通孔を介して連通される
   ことを特徴とする密閉式二次電池。
2. 【請求項２】前記補充用電解液には、還元剤が添加され
   ていることを特徴とする請求項１記載の密閉式二次電
   池。