JPS6065481A - 金属―ハロゲン電解液循環型積層二次電池の枠付セパレータの製造方法 - Google Patents

金属―ハロゲン電解液循環型積層二次電池の枠付セパレータの製造方法

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JPS6065481A
JPS6065481A JP58173144A JP17314483A JPS6065481A JP S6065481 A JPS6065481 A JP S6065481A JP 58173144 A JP58173144 A JP 58173144A JP 17314483 A JP17314483 A JP 17314483A JP S6065481 A JPS6065481 A JP S6065481A
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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】 この発明は金属ハロゲン電解液循環型積層二次電池の構
成要素の一つである枠付セパレーターに関するものであ
る。
金属−ハロゲン電池例えば亜鉛−ハロゲン(ハロゲンは
塩素または臭素)は、電解液循環型をなしておシ、電池
本体、電解液タンク及びこれらを結合し電解液を循環す
るだめの循環系(ポンプを含む)の6つの要素から形成
されている。
電池本体は、単セルで示すと陰陽極間に、陰極液と陽極
液の接触を防ぐためにイオン透過性のセパレーターが設
けられているっ 一般に液循環型1llj鉛−・・ロゲンニ次電池の実用
化に当っては、前記電池本体において、電極をバイポー
ラ形とし、上記単セルを複数個積層した構成となってい
る。
第1図はこれら積層二次′電池の模式図である。
第1図に示す如く、電極積層部(b)の両端部に端子電
極1を置きセパレーター2を介してその次に枠付電極6
を置き、再びセパレーター2を介して枠付電極6を置く
ようにして単セル部分(、)が複数積層される。また前
記積層部(b)の両性側にはバンキング4及び電M液流
入管5,5′ならびに流出管6.6′が取付られている
締付板7をこの順に置いて締付板7をセパレーター2、
電極1,6のポルト通孔2a、3aにポルト8を挿入し
、これを締付けて電池本体が一体に形成される。電極6
は表裏点対称に形成され、またその中央部は導電性プラ
スチック材62により形成され、枠部61よシ没して形
成されている。電解液(陽極液)は電解液流入管5より
電池本体に入シ、電解液流入マニホールド9より電極3
の枠部31に形成されたチャンネル31a、マイクロチ
ャンネル31bを通って均一に各電極部62表面に供給
され、電解液流出マニホールド10を通って、電解液流
出管6によって電池本体から排出される。陰極液は流入
管5′より電池本体に入り、電極部の裏面を陽極液と同
様の過程で流れ、流出管6′より排出される。
かかる擢鉛−ハロゲン電池例えば亜鉛−臭素電池におい
ては、亜鉛が充電時には陰極上に析出し、放電時には亜
鉛が溶解し電解液中に拡散する。一方臭素は充電時に陽
極で発生し電解液に溶は放電時には臭素イオンになる電
気化学的反応によって起電力を得る。
上述の金属−ハロゲン電解液循環型積層二次電池を組立
てる場合、セパレーター2としてポリエチレン等をペー
スポリマーとした多孔質膜を、枠付電接6と同一の外形
寸法に切断して、バッキングあるいはシールド材等を電
極6の枠部61との間に介在すしめてその−1−!積層
していた。
然しこのような積層方法では電解液を循環させた場合、
液が膜内に浸透17、外側に参み出して、周辺の金属部
分あるいは樹脂部分の腐食あるいは侵蝕を起し、捷たマ
ニホールド9.9’、10.10’部分で液の短絡を起
す等周辺機器の損傷や効率の低下等の原因となる不具合
を生じていた。
本発明の目的は、上述の如き欠点を解消した積層二次電
池の枠付セパレーク−の製造方法を提供するにある。
本発明の要旨は多孔質膜のマニホールド形成部に孔を穿
孔形成し、読札にポリオレフィン系樹脂からなる電解液
不浸透性丸板を嵌着し、前記マニホールド形成部を含む
多孔質脱勢の外縁部にポリオレフィン系樹脂からなる電
解液不浸透性枠部材をその両側から重ね合わせ、ヒート
プレス法により一体に成形し、次に前記マニホールド形
成部にマニホールドを形成してなることを特徴とする積
層二次電池の枠付セパレーターの製造方法にある。
本発明を添伺図ならびに実施例の知見に基づいて詳細に
以下述べる。
本発明の枠付セパレーターは第2図に示す如く、ポリエ
チレン樹脂をマトリックスとした多孔質膜21のマニホ
ールド形成部に孔26を形成し読札26に同質でかつ電
解液不浸透性丸板24を嵌着し、多孔質膜と同質のポリ
オレフィン系樹脂製でかつ電解液不浸透性の額縁状に切
断した枠部材22をこの多孔質膜21の上下に重ね合せ
ヒートプレス法により一体に成形し、後にマニホールド
形成部にマニホールド9. 9’、10. 10’さら
にボルト通孔2aを形成したものである。
尚前記マニホールド形成部は、あらかじめ膜21の当該
形成部に、マニホールド径の2倍程度の孔26を開けて
おき、該孔径と同一径を有しかつ枠部材ン2と同じ材質
例えばポリエチレン樹脂製でかつ電解液不浸透性の丸板
24を嵌め込んでおき枠部材22と共に一体に成形され
マニホールドの絶縁性及び不浸透性を確保する、額縁状
の枠部材22は、積層して電池を構成した場合、第6図
の如く電極1,6の枠部61及びマイクロチャンネル3
1bの高さに及んで形成される。即ち従来の締付時にお
けるバッキング又はシールド材の厚みと同じ厚みとする
っ 不発明に用いられるヒートプレス法による加熱圧着に当
っては、圧稲面が平坦であり、型締め時のギャップが、
通常18Jみが多孔質膜0.6 mm額縁状枠0.3 
mm程度のものが加熱圧着する場合、0.5mmである
ような金型を使用することが好寸しい。更に成形条件ノ
ーシては以下に述べると次の通りである。
即ち枠部材22を形成させる樹脂の融点が約120℃で
あるため成形湯度が118℃に満たない場合は50 k
!9/cn!の圧力で圧縮しても膜21と枠部材22と
は完全な融着けもとよシ接着されず簡単に剥離してしま
う。一方成形温度を128℃を越えて高くした場合はセ
パレータ部21aの角部に波状のシワを生じ(○評価)
、更に加えて溶融した枠部材22の樹脂がセパレータ部
21a面上に流出して、セパレータ一部21aの前記角
部が樹脂化され、核部の多孔性を失なうこととなる(△
評価)、、、そして例えば160℃の成形温度。
圧力100 kg/cdでは、前述の様な好ましくない
結果が、前記角部を中心として拡大現出し、さらに成形
品有効セパレータ一部に波状の大きなたわみを生じ実用
に供し得ない状態となる(×評価)。
゛まだプレス圧力を50kg/−以上の例えば100k
g/cJにした場合は成形温度を低くすることが好壕し
く、160℃では実用に供し得ないものとなる。更に加
熱圧縮時間を1分を越して長くした場合も成形温度を低
くすることが好ましいが120〜125℃では前述の△
評価に相当するものとなる。
以上より通常実用に供しうる枠付セパレーターのヒート
プレス県外は成形開始温度118〜128℃、プレス圧
力50〜100 kl、/cd 、加熱圧縮時間0(後
述)〜1分、冷却保圧時間2分が好ましい。
又本発明による枠付セパレーターの素材構成のうち枠部
材22の厚みは0.3 mn以上にすると成形品の全面
が圧縮されず、膜面21aに大きなたわみを生ずるっ 捷だ厚み0.3 ttanの枠部材22を膜21の上下
に計2枚重ね合せずに2倍の厚み0.6 tanの枠部
材22を片側にのみ重ね合せた場合は片当りを生じ一方
に反った成形品となり実用的なものが得られない。
壕だ厚さLl、 3 m+n以下の枠部材22を0.6
rtan厚さの多孔質膜21の上下に計2枚重ね合せた
場合は比較的良好な成型品が得られるが、枠部材21に
狭まれた部分の膜21の樹脂化が不十分となり、積層し
て実用に供するには絶縁性及び不浸透性が十分でない。
以上は膜厚U、 6 amの多孔質膜21を用いて枠付
セパレーターを成形する場合の成形条件に関するもので
あるが、膜厚がLl、 1〜2I+ll11のものにつ
いてもほぼ同様の成形条件及び樹脂材の組合せによシ枠
付セパレーターを得ることができる。そしてこの場合一
般的に膜の上下に重ね合せる額縁状枠部材の厚みを多孔
質膜の約1/2に設定すると良好な成形品が得られるっ 以上本発明の枠付セパレーターの製造方法は多孔角膜の
マニホールド形成部に孔を形成し、この孔にポリエチレ
ン樹脂の電解液不浸透性丸材を低着すると共に前記形成
部を含む多孔質膜の両面にポリエチレン樹脂から成る電
解液不浸透性枠部材を重ね合わせてヒートプレス法によ
り一体に形成したので、枠部の電池積層方向及び七ノ々
レーター面方向の電解液の漏出を防止することができる
次に実施例について述べる。
リエチレン密度0.956.F/cJMFRU、80 
)製の多孔1丁膜(縦400mmX横360 mm 厚
さC1,6mm )の?t M iのマニホールド形成
部に孔(φ15酬)4ケを穿孔し、この孔に該孔径と同
一径、同じ厚みでかつ多孔質膜と同質の素材より成る電
解液不浸透性丸板を嵌め込み、この多孔質膜の上下に同
質かつ外法が同寸法の額縁状枠部材(内法従600酎×
横600m 厚さ0.6問)2枚を重ね合せ、圧縮面が
平坦で型締め時のギャップが0.5 wnである様な金
型を用い次の第1表に示す成型条件にてヒートプレスを
行なった。
第1表 成型多件 ※予熱した金型内に素材を投入後、直ちに型締めを行い
、ゲージ圧で50に9/crl ’!で圧力を上昇させ
た直恢、保圧した一11冷却を開始する。
かかる方法によって製造、された枠付セパレーターは、
多孔質膜と枠部材が完全に融着され剥離を生ぜずセパレ
ータ一部にシワ等もなく良好な製品であり、積層二次電
池のセパレーターとして実用に供した場合、絶縁性及び
不浸透性の点においても優れたものであった。
実施例2゜ 実施例1と同様な多孔質膜、丸板及び額縁状枠部材を用
いて成形条件のみ第2表に示す条件に変動せしめ同じ方
法にて枠付セパレーターを製造した結果、第2表に示す
如き評価の枠付セパレーターを得た。
尚第2表の評価◎印は実施例1で得られた製品と同じく
実用的に優れた製 品 ○印は実用に供しうるがセパレ ータ一部の角部に波状のシ ワを生じた製品 Δ印は実用可能であるが前記波 状のシワに加えて、該部分 に溶融した枠部材が流出し セパレータ一部の樹脂化に より多孔性を失なった製品。
X印はセパレータ一部に波状の 大きな撓みを生じ実用に供 し得ない製品である。
第2表 成形条件及び成品の評価 叙上の如く本発明による枠付七ノくレータ−は(1)半
溶融状態で圧縮成形するため枠部の平坦性がすぐれてい
る。 1 (2)電解液不浸透性枠部材に狭まれた多孔質膜は成形
時に樹脂化されるため枠部の浸透性を著しく低下させる
ことができる。
(3) 多孔質膜マニホールド形成部に枠部材と同じ樹
脂から成る電解液不浸透性丸板を配したことにより、マ
ニホールド内部の絶縁性を確保し得る。
等により、その結果液漏れ及び液の短絡のない枠付セパ
レーターを得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は積層二次電池の模式図であり第2図は本発明に
よる枠付セパレーターの素材構成を示す説明図であ函1
す、オd図12七パレーター出這象棹臼狛動閲で°ある
。 2・・・セパレーター、21・・・多孔質膜、22・・
・額縁状枠部材、26・・・マニホールド形成部の孔、
24・・・丸板っ 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第2図 第3図 4 1 とど どq 21

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電極板にセパレータを重ね、これを積層して成る二次電
    池のセパレータにおいて多孔質膜のマニホールド形成部
    に孔を穿孔形成し、該孔にポリオレフィン系樹脂からな
    る電解液不浸透性丸板を嵌着し、前記マニホールド形成
    部を含む多孔質膜藝の外縁部にポリオレフィン系樹脂か
    らなる電解液不浸透性枠部材をその両側から重ね合わせ
    、ヒートプレス法により一体に成形し、次に前記マニホ
    ールド形成部にマニホールドを形成してなることを特徴
    とする積層二次電池の枠付セパレーターの製造方法。
JP58173144A 1983-09-21 1983-09-21 金属―ハロゲン電解液循環型積層二次電池の枠付セパレータの製造方法 Granted JPS6065481A (ja)

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JPH0451950B2 JPH0451950B2 (ja) 1992-08-20

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7951480B1 (en) 2003-10-29 2011-05-31 Quallion Llc Separator bag for use in electrochemcial cell

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7951480B1 (en) 2003-10-29 2011-05-31 Quallion Llc Separator bag for use in electrochemcial cell

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