JPS6035465A - 電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は電気化学的セルに関する。詳しくいうと、本発
明は直列に配列された複数の電気化学的セルよりなる電
池に関する。

発明の背景および従来技術 個々のセルによって発生される電圧より高い電圧を提供
するために複数の電気化学的セルを直列に接続すること
がしばしば必要である。例えば、リチウム／塩化チオニ
ル電気化学的セルは通常３．５■の電圧を放電するが、
多くの応Ｉｆｉ例では、これらセルをさらに高い電圧要
件を有する装置に使用する必要が生じる。

代表的には、各セルは正および負端子が露出した１個の
ケースにパンケージされる。十分に理解されているよう
に、直列のセルを提供するためには、各セルの正端子を
直列の次のセルの負端子に接続する必要がある。直列の
個々のセルは単一の電池構造体を提供するために、適当
な端子接続を有する１つのケース内にパッケージするこ
とができる。このように電池が組立てられると、各個々
のセルの他に、これらセルを単一組立体の電池の形式に
支持するのに必要な追加の配線、絶縁部材、および構造
体が必要となるので、パッケージした場合に全体の重量
および容積が重く、大きくなってしまう欠点が生じる。

発明の概要 本発明は上記欠点を除法するためになされたものである
。

本発明による複数の電気化学的セルよりなる電池は直列
に配列された複数の同様の導電性材料よりなるハウジン
グ部分を含む。各ハウジング部分は瞬接するハウジング
部分から電気的に絶縁されている。各２つの瞬接するハ
ウジング部分はそれら間に包囲室を形成する。各室は負
極部材、正極部材、およびこれら負極部材および正極部
材と接触状態の電解溶液からなる電気化学系を含む。負
極部材は室を形成するハウジング部分の一方のハウジン
グ部分と電気的に接触しており、正極部材は室を形成す
る他方のハウジング部分のハウジング部分と電気的に接
触している。各室内の電気化学系によって提供される電
気化学的セルは直列に配列された電気化学的セルの電池
を形成し、そして各ハウジング部分が１つの室内の電気
化学系に対する負極端子としておよび瞬接する室内の電
気化学系に対する正極端子として働く。

本発明のより良き理解、ならびに本発明の他の目的、利
点、および能力のより良き理解のために、以下添付図面
を参照して本発明の実施例についてＷ細に説明する。

実施例の説明 添付図面には直列に配列された複数の電気化学的セルよ
りなる電池が例示されている。この電池はおおむね円筒
形状を有し、数個の同一のハウジング部分１０ａないし
１０ｄおよび変形された１つのハウジング部分１５より
つくられている。蚤これらハウジング部分は適当な金属
、例えばステンレス・スチールあるいはニッケルよりな
る。同一のハウジング部分１０ａないし１０ｄのそれぞ
れは平面状の円板１１を含み、この円板１１は中心開口
１２を有し、また第１の中空の円筒状またＧま管状部材
１３が中心開口１２の縁部においてこの円板１１に取付
けられている。この第１の円筒状部材１３は円板１１の
平面に直角な一方の方向に（図面岬示すように上方に）
延在している。各同−のハウジング部分１０ａないし１
０ｄはまた、円板１１にその外縁部において取付けられ
た第２の中空の円筒状部材１６を含む。この第２の円筒
状部材１６は円板１１の平面に直角な反対の方向に（図
面に示すように下方に）延在している。

図面から！解できるように、ハウジング部分は直列の配
列に積み重ねられる。ハウジング部分は互いに電気的に
絶縁されている。絶縁材料よりなる第１のリング２０が
最上部の第１の円筒状部材１３を除く６第１の円筒状部
材１６の端部の端縁面とその上部のハウジング部分の円
板１１との間に、円板１１の中心開口１２の周囲におい
て配置されている。絶縁材料よりなる第２のリング２１
が各同−のハウジング部分１０ａ〜１０ｄの第２の円筒
状部材１６の端部の端縁面とその下側のハウジング部分
の円板１１との間に、円板１１の外縁部において配置さ
れている。絶縁材料よりなるこれらリング２０および２
１はハウジング部分を互いに封止し、各２つの隣接する
ハウジング部分はこれらハウジング部分間に環状形態の
密閉室２５を形成する。

最下部のハウジング部分１５は変形されている。

このハウジング部分１５は他のハウジング部分１０ａ〜
１０ｄと同様に、平らな平面状円板１１および直径の小
さい方の第１の円筒状部材１３を含む。直径の大きい第
２の円筒状部材を含まない。

絶縁材料のリング２０および２１が瞬接するハウジング
部分１０ｄに対してこの変形されたハウジング部分１５
を封止し、これらハウジング部分１０ｄと１５間に最下
部の室を形成する。

２つの隣接するハウジング部分によって形成された各室
２５内には電気化学的セルの電気化学系が存在する。個
々の電気化学的セルは周知の形式のリチウム／流動性オ
キシハロゲン化物の電気化学的セルでよい。電気化学的
セルの素子の柚々の既知の積み重ね配列の任意のものが
各室において使用できるけれど、米国特許第４．２８４
．６９１号に開示されているような配列の積み重ねが好
ましし）。

各室２５内の電気化学系は一組の実質的に平らな、平面
状の、おおむね円形の負極部材２６および一組の実質的
に平らな、平面状の、おおむね円形の正極部材２７を含
む。これら負極部材２６および正極部材２７は交互に配
列され、絶縁材料の七パレータ２Ｂを介在させることに
よって互いにおよびハウジング部分の円板１１から離間
されている。負極部材２６は第１の円筒状部材１６の外
径より小さい直径を有しかつ第２の円筒状部材１６の内
径より小さい外径を有する中心開口を有する。正極部材
２７は第１の円筒状部材の外径より大きい直径を有しか
つ第２の円筒状部材１６の内径より大きい外径を有する
中心開口を有する。

かくして、各室２５内で、負極部材２６は室を形成する
２つのハウジング部分の下側のハウジング部分の第１の
円筒状部材１３と直接物理的および電気的に接触し、そ
して室を形成する２つのハウジング部分の上側のハウジ
ング部分の第２の円筒状部材１６から離間されている。

正極部材２７は室を形成する２つのハウジング部分の上
側のハウジング部分の第２の円筒状部材１６と直接物理
的および電気的に接触し、そして室を形成する２つのハ
ウジング部分の下側のハウジング部分の第１の円筒状部
材１３から離間されている。この配列によれば、各室の
下側ハウジング部分がセルの負端子となり、また上側ハ
ウジング部分がセルの正端子となる。

負極部材２６は被酸化性の活性物質、特定するとリチウ
ム、を含む。正極部材２７は多孔質炭素団塊を含み、正
極電流集電体として作用する。電気化学系を完成するた
めに、各室２５は還元可能な液体正極物質、特定すると
、塩化チオニル、の電解溶液、およびこの電解溶液に溶
解した電解溶質、特定すると、テトラ・クロロアルミン
酸リチウムを含む。

電池構造体を完成するために、最上部および最下部の、
あるいはいずれか一方のハウジング部分は同一のハウジ
ング部分から変形してもよい。図示されているように、
最上部のハウジング部分１０ａはハウジング部分１０ｂ
〜１０ｄと同じである。しかしながら、小さい方の円筒
状部材１３の端縁面には絶縁材料のリングが必要でなく
、導電性材料の円板４０を円筒の頂部を閉鎖するために
使用してもよい。前記したように、最下部のハウジング
部分１５は大きい方の円筒状部材を含まない。導電性材
料の円板４１を円板１１の中心開口１２を横切るように
配置し、小さい方の円筒状部材１３の下端部を閉鎖して
もよい。最上部および最下部のハウジング部分に対して
、特定の応用に必要な他の構成を使用してもよい。また
、図示するように、小さい方の円筒状部材１３はこれら
部材の壁内に一連の中心開口を形成する。所望ならば、
円筒状部材１３は中実であってもよく、あるいは一連の
中心開口を、プラスチックの注封材料によってのように
、充填してもよい。いずれの場合でも、各ハウジング部
分は互いに１！気的に絶縁されねばならない。

図示するように、電池は、例えば適当なプラスチックの
注封材料よりなるような保護ケース５０内に収納できる
。例示の電池は直列に接続された４つの電気化学的セル
を含む。各案内の電気化学的セルに対して下側ハウジン
グ部分は負端子として働き、上側ハウジング部分は正端
子として働くから、最下部の７・ウジング部分１５は電
池の負端子となり、また最上部のハウジング部分１０ａ
は電池の正端子となる。

３、発明の詳細な説明 本発明による電池は電池の上端部および下端部、または
いずれか一方においてのみ変更する必要があるだけの数
個の同一のハウジング部分を使用する。従って、多数個
のセルを含む電池でも多数個の同一のハウジング部分を
必要とするだけであり、多数個の特別の部品を必要とし
ないので非常に効率が良い。また、この電池は個々のセ
ルの端子間に、これらセルを電気的直列に接続する追加
の相互結線あるいはジャンパを必要としない。従って、
そのような相互結線しこよって生じる電圧の降下（ＩＲ
降下）が除来される。また、個々のセルを単一の電池と
して支持し、パッケージするための追加の構造部品が必
要でなく、かつ個々のセル間の保護を行なうための絶縁
体を必要としないから、電池は比較的コンパクトになる
。かくして、単位東量および単位容積当りの電池の電気
化学的エネルギは高くなる。

本発明の好ましい実施例であると考えられているものを
図示し、記載したけれど、特許請求の範囲によって定鵜
される本発明から逸脱することなしに、種々の変形およ
び変更がなし得ることはこの分野の技術者には明らかで
あろう。

【図面の簡単な説明】

沃Ａ＋　叱引−＋業な叩「七ス雷油の一定施桐を示す横
断面図である。 １０　ａ〜１０　ｄ、　１５　：ハウジング部分１１：
平面状円板 １２：円板１１の中心開口 １３：第１の円筒状部材 １６：第２の円筒状部材 ２０：第１のリング ２１：第２のリング ２５；密閉室 ２６：負極部材 ２７：正極部材 ２８：セパレータ ４０．４１：導電性材料の円板 ５０：保護ケース 手続ｈｌｉ正書（方式） 昭和５９年８月１４日 特許庁長官　志　賀　学　殿 事件の表示　昭和５９年　特願第　９１９９２　号発明
の名称　電池 補正をする者 事件との関係　特許出駈１人 代、Ｌ！１！人 同 住所　同　」。 補正の対象 補正の内容　別紙の通り 明細書の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　直列に配列された導電性材料よりなる複数の同
   様のハウジング部分を含み、各ハウジング部分が防接す
   るハウジング部分から電気的に絶縁されており、各２つ
   の防接するハウジング部分がこれらハウジング部分間に
   密閉室を形成し、該各室が電気化学系を含ｈ５該電気化
   学系が負極部材と、正極部材と、これら負極部側および
   正極部材と接触する電解溶液とを含み、前記負極部材が
   前記室を形成するハウジング部分の一方のハウジング部
   分と電気的に接触しており、前記正極部材が前記室を形
   成するハウジング部分の他方のハウジング部分とｍ熟的
   に接触しており、 前記各室内の前記電気化学系によって提供される複数の
   電気化学的セルにより、各ハウジング部分が１つの室内
   の電気化学系に対する正端子としておよび瞬接する室内
   の電気化学系に対する負端子として働く、直列に配列さ
   れた複数の電気化学的セルよりなる電池を７１５成する
   ことを特徴とする電池。 （２）　ＭｔＪ　Ｅハウジング部分のそれぞれが反対方
   向に延在する第１の接触部分および第２の接触部分を含
   み、 各車内の前記電気化学系のそれぞれが一組の負極部材と
   一組の正極部材とを含み、これら負極部材および正極部
   材が交互に配列されかつ絶縁材料よりなるセパレータに
   よって離間されており、前記負極部材が前記室を形成す
   る前記ハウジング部分の一方のハウジング部分の前記接
   触部分の一方と電気的に接触しており、 前記正極部材が前記室を形成する前記ハウジング部分の
   他方のハウジング部分の前記接触部分の他方と電気的に
   接触している特許請求の範囲第１項記載の電池。 （３）前記−組の負極部材が前記接触部分の前記一方と
   直接物理的に接触し、かつ前記接触部分の前記他方から
   離間されており、 前記−組の正極部材が前記接触部分の前記他方と直接物
   理的に接触し、かつ前記接触部分の前記一方から離間さ
   れている特許請求の範囲第２項記載の電池。 （４）前記室を形成する前記ハウジング部分の前記一方
   の前記第１の接触部分が前記室によって取り囲まれてお
   り、 前記室を形成する前記ハウジング部分の前記他方の前記
   第２の接触部分が前記ハウジング部分の前記一方の前記
   第１の接触部分を取り囲み、かつ前記室を取り囲む特許
   請求の範囲第３項記載の電池０ （５）各負極部材が酸化可能な活性物質を含み、各正極
   部材が多孔質の導電性物質を含み、前記電解溶液が還元
   可能な液体の正極物質およびこの正極物質中に溶解した
   電解溶質からなる特許請求の範囲第４前記戦の電池０ （６）前記酸化可能な活性物質がリチウムを含み、前記
   還元可能な液体の正極物質が流動性オキシハロゲン化物
   を含む特許請求の範囲第５項記載の電池０ （力　直列に配列された導電性材料よりなる複数の同様
   のハウジング部分を含み、各ハウジング部分が 中心開口を有する導電性材料よりなる平らな、平面状の
   円板と、 前記中心開口において該円板の縁部にド接し、該円板の
   平面に直角な一方の方向に延在し、かつ端部に前記円板
   から離間された端縁面を有する導電性材料よりなる第１
   の円筒状部材と、前記円板の外縁部に隣接し、前記円板
   の平面に直角な反対の方向に延在し、かつ端部に前記円
   板から離間された端縁面を有する導電性材料よりなる第
   ２の円筒状部材と、 前記第１の円筒状部材のそれぞれの端部にある前記端縁
   面に隣接する絶縁材料よりなる第１の部材と、 前記第２の円筒状部材のそれぞれの端部にある前記端縁
   面に騎接する絶縁材料よりなる第２の部とを含み、 直列配列の第１のハウジング部分を除く各ハウジング部
   分のｎｉＪ記第１の円筒状部材の端部の前記端縁面に瞬
   接する絶縁材料よりなる前記第１の部材が前記中心開口
   に隣接する直列配列の前のハウジング部分の円板と隣接
   しており、 直列配列の最後のハウジング部分を除く各ハウジング部
   分の前記第２の円筒状部材の端部の前記端縁面に隣接す
   る絶縁材料よりなる前記第２の部材が前記外縁部に隣接
   する直列配列の後続のハウジング部分の円板と隣接して
   おり、 直列配列の各２つの隣接するハウジング部分がこれらハ
   ウジング部分間に密閉室をＪ１９成し、該各室が電気化
   学系を含み、該電気化学系が負極部材と、正極部材と、
   これら負極部材および正極部材と接触する電解溶液とを
   含み、 前記負極部材が前記室をｊし成する前記ハウジング部分
   の一方の前記第１および第２の円筒状部材の一方と電気
   的に接触しており。 前記正極部材が前記室を形成する他方のハウジング部分
   の前記第１および第２の円筒状部材の他方と電気的に接
   触しており、 前記各室内の前記電気化学系によって提供される複数の
   電気化学的セルにより、各ハウジング部分が１つの室内
   の電気化学系に対する正端子としておよび隣接する室内
   の電気化学系に対する負端子として働く、直列に配列さ
   れた複数の電気化学的セルよりなる電池を形成すること
   を特徴とする電池。 （８）前記室内の各電気化学系が 一組の実質的に平らな、平面状の、おおむね円形の負極
   部材と、 一組の実質的に平らな、平面状の、おおむね円形の正極
   部材 とを含み、 前記負極部材および前記正極部材が交互に配列され、か
   つ絶縁材料よりなるセパレータによって離間されており
   、 前記一方の組の電極部材が／・ウジング部分の前記第１
   の円筒状部材の外径より大きな直径の中心開口、および
   ハウジング部分の前記第２の円筒状部材の内径より大き
   な外径を有し、前記第２の円筒状部材に電気的に接触す
   るとともに前記室を形成する前記ハウジング部分の前記
   第１の円筒状部材から電気的に絶縁されており、 前記他方の組の電極部材がハウジング部分の前記第１の
   円筒状部材の外径より小さい直径の中心開口、およびハ
   ウジング部分の前記第２の円筒状部材の内径より小さい
   外径を有し、前記第１の円筒状部材に電気的に接触する
   とともに前記室を形成する前記ハウジング部分の前記第
   ２の円筒状部材から電気的に絶縁されている特許請求の
   範囲第７項記載の電池。 （９）各負極部材が酸化可能な活性物質を含み、各正極
   部材が多孔質の導電性物質を含み、前記電解溶液が還元
   可能な液体の正極物質およびこの正極物質中に溶解した
   電解溶質からなる特許請求の範囲第８項記載の電池。 αＱ　前記酸化可能な活性物質がリチウムを含み。 前記還元可能な液体の正極物質が流動性オ牛シバ覧ゲン
   化物を含む特許請求の範囲第９項記載の電池。