JPS6122425B2 - - Google Patents

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JPS6122425B2
JPS6122425B2 JP52104687A JP10468777A JPS6122425B2 JP S6122425 B2 JPS6122425 B2 JP S6122425B2 JP 52104687 A JP52104687 A JP 52104687A JP 10468777 A JP10468777 A JP 10468777A JP S6122425 B2 JPS6122425 B2 JP S6122425B2
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JP
Japan
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pellets
materials
batteries
approximately
battery
Prior art date
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Expired
Application number
JP52104687A
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English (en)
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JPS5343840A (en
Inventor
Reonaado Shiribaachi Juniaa Furanku
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Duracell Inc USA
Original Assignee
PR Mallory and Co Inc
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Publication date
Application filed by PR Mallory and Co Inc filed Critical PR Mallory and Co Inc
Publication of JPS5343840A publication Critical patent/JPS5343840A/ja
Publication of JPS6122425B2 publication Critical patent/JPS6122425B2/ja
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/394—Gas-pervious parts or elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
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    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
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    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/293—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は物体を容器に包装することに係り、更
に詳細にいえば、１個またはその以上の個数の電
池を容器に包装して接続がゆるい等の原因による
以外はバツテリーを役立たずにすることなく衝撃
応力に耐えられるバツテリーを形成することに係
るものである。 外部の容器内に入れた電池が移動しないように
し電池を衝撃および振動から保護するためこれま
で種々の物質が使用されていた。一般に充填材す
なわち詰め物と呼称されている物質は一般にアス
フアルトの如きタール物質、エポキシ樹脂化合
物、ワツクス、熱収縮ワツクスまたは単にボール
紙の範疇内に入る。これら物質の機能は電池が相
互とまた容器とに相対的に移動しないようにする
ことであつた。電池が破壊してその結果電池の内
容物が損失し容量が減少し、特に電池間のコネク
タが変位することはこのように包むことにより回
避される。従来使用された充填材の別の特徴は電
池の漏洩を防止するか漏洩物質を吸収することで
ある。 それぞれが個々に通気手段を有する真に密封さ
れた電池の出現に伴い、前記した包装物質の多く
のものの所望の特徴が好ましくなくなつた。従つ
て、固体物質内に包まれた過度の内圧を逃がすた
め自身の通気手段を有する電池は膨張できず、従
つて、通気を阻止されまたもし通気されても固体
物質を通しガスを通過させることはできない。こ
れらの欠点は爆発を起こす結果となる。他方、ボ
ール紙の如き軟かな充填材は費用のかかる切断ま
〓〓〓〓
たは作形作業または種々の寸法および形状の容器
に対して多量の在庫を必要とし、もし電池が急激
に高い衝撃を受けると電池間の相対的運動を阻止
しない。 本発明の目的は、安価で、容易にしかも一般に
使用でき、軽量で、個々の電池が通気できる程度
の多孔性の堅固な構造の充填材を有し周囲温度で
製造できるバツテリーを提供することである。 本発明の前記した目的、その他の目的ならびに
利点は以下に添付図面を参照して説明することに
より明らかになることと思う。 本発明は端子を適当に配置して１つまたはいく
つかの電池を容器内に位置決めするものである。
次いで、電池はそれを取巻く容器内の空隙に電池
の通気をあまり妨げない程度に互いに付着せしめ
られる程度の寸法を有するペレツトを充填するこ
とにより不動に固定される。ペレツトは溶媒成形
方法かペレツトを被覆する程度の粘度を有する粒
子を予熱することにより互いに付着せしめられる
ことが好ましい。 本発明を通気を必要とする電池に応用できると
説明したが本発明は、たとえば、通気を必要とせ
ず漏洩問題を有しないすなわち漏洩を防止する他
の手段を有しない電池の如き他の物体にも同様に
応用できる。本発明に使用される充填物質は安価
で、軽量で、周囲温度で充填されまた製造が一般
に容易であるという利点を有している。 ペレツトは少くとも20％の多孔度を有する多孔
性構造体を形成する程度の下限寸法を有している
必要がある。このような構造体にするとガスが通
過するのに適当な通気開口面積にする。非通気電
池に対しては、主たる規準は物質の所要の軽さ程
度と価格とで、大きい寸法のペレツトは空隙を増
大し、それに伴い物質の使用量、重量および費用
を減少するので好ましい。ペレツトの寸法には一
定の上限がないが、ペレツトの使用可能な寸法は
一般に電池のまわりの空隙量と形状との如き種々
の要因により左右される。空隙量が大であると一
層軽量でまた一層多孔性の構造体が形成されるの
で好ましい大きい寸法のペレツトを使用できる。
もし個々の電池の通気口が電池間に作用する程度
の範囲を必要とする場合には、ペレツトの寸法は
この特定の個所から粒子を排除する程度にする必
要がある。 好ましいペレツト物質はポリスチレン、メタク
リル酸ポリメチルおよび酸化ポリビニルの如きプ
ラスチツク業界に知られている懸濁重合により容
易に形成できる物質である。ナイロン、ポリエチ
レンおよびポリプロピレンの如きペレツトに形成
できる他のペレツト物質もまた有用である。個々
の粒子がもろくなく、互いに付着せしめられるこ
とができ、また形成された構造体が適度の衝撃減
衰および剛強性を有している限りペレツト物質は
プラスチツクでなくても良い。所望の剛強度は
ASTM試験D695に従い約140.62Kg/cm2（2000psi）
以上の圧縮強度を有しているものと判断できる。
従つて、粘土、セラミツクまたは処理されたこつ
ぱさえもペレツトも有用であるが大きいペレツト
はこなごなになりまた小さいペレツトは所要の多
孔性構造体を形成しないので中空のガラス。ビー
ドは使用できない。一般的な容器包装用に普通使
用されている発泡ポリスチレンもまた衝撃条件の
下での強度と剛強度とが不足のため使用できな
い。このような弱い材料を使用するとこのような
物質により固定されている電池が移動して分離の
如き悪影響を生じる結果となる。 ペレツトの好ましい形状は、市場で入手しやす
いことと、安価であることと、包装できること
と、互いに付着されると球状ビードが幾何学的形
状のため適当な空隙を残すという事実というより
球状である。立方体、スパゲツテイ状ストラン
ド、３角形ならびにこれら形状の組合わせ等の如
き他の形状も利用できる。また、任意形状のペレ
ツトに対する規準は互いに付着せしめられると形
成された構造体の多孔度が少くとも約20％となる
ようにするに十分な寸法を有しているということ
である。 最も好ましい付着方法は本明細書に「溶媒型成
形」と呼称する方法で、この方法では溶媒が液状
か気化状で個別のペレツトの塊を通過せしめられ
る個々のペレツトの外面が瞬時的に軟化すなわち
融解されるようペレツトの物質に作用する溶媒が
選択される。互いに接触した軟化したペレツトの
外面は溶媒を取除かれた後硬化しそれにより所望
の一体になつた多孔性構造体を形成する。この一
体の構造体の形成は実際には瞬時的で利用する溶
媒の量は溶媒型成形方法を行うに十分な量以上と
するか（余剰の溶媒は取除かれる）または所定の
〓〓〓〓
必要とする正確な量を加えることができ、溶媒が
一般に高い蒸気圧を有しているので僅かな余剰量
の溶媒は全て敏速に蒸発する。使用できる溶媒の
例としてはアセトン、ｎ−ブチル・アセテート、
テトラヒドロフラン、トルエン、トリクロロエチ
レン、ビニル三塩化物、セロソルプ・アセテー
ト、シクロヘキサン、メチル・アルコールおよび
メチル・クロロホルムがある。 以下の第１表は前記した溶媒と併用できるプラ
スチツク類を関連して示すものである。
【表】 ルム
前記の表から、ポリスチレンが広範囲の種類の
溶媒に感受能力を有して従つて本発明の実施にあ
たり他のプラスチツクより融通性を与えるので好
ましい物質であることが容易に判る。 本発明の別の具体例では、ペレツトが溶媒に抵
抗する場合か溶媒が特定の容器物質に悪影響を及
ぼす場合には別の付着方法が使用されその場合に
はペレツトがそれを被覆するためエポキシ樹脂の
如き接着剤の十分な量とあらかじめ混合され次い
で電池のまわりの空隙に被覆されたペレツトが満
たされる。接着剤が硬化すると、堅い多孔性の構
造体が形成される。余剰量の接着剤を使用すると
包装物質の多孔性と重量とに悪影響を及ぼすので
余剰量の接着剤の使用は避ける必要がある。 ペレツトが接着剤の薄い層で被覆されるよう粘
度の低い接着剤を使用することが好ましく、余剰
分の接着剤はそれが容易に取除けるすなわち包ま
れた電池の通気に影響を及ぼさない程度に離れた
構造体の底部にまで流れる。 ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フ
エノール類、テトラフロロエチレン、ジアリルフ
タレートの如き物質およびセラミツク類の如き非
プラスチツク物質は大抵の溶媒に対してほぼ影響
を受けず、従つてこれら物質で形成されたペレツ
ト被覆を使用することは好ましい付着方法であ
る。接着剤は一般にポリテトラフロロエチレンの
如き物質には付着しないがペレツト間を適当に接
着させる適当な被覆を形成する。前記した如くに
接着剤を使用することにより、プラスチツク以外
の物質はペレツト寸法（少くとも20％の多孔度を
生ずる）と、剛強度と衝撃抵抗（ASTMで試験
した物質は約140.62Kg/cm2すなわち2000psi以上の
圧縮率を有している）に関する同じ圧縮で利用で
きる。 本発明において使用できるプラスチツク類また
はその他の物質と併用できる接着剤の例が近代プ
ラスチツク類辞典（Modern Plastics
Encyclopedia）1974−1975年版第484頁に記載さ
れている。プラスチツク間を接合するために使用
されるいくつかの接着剤が例示のために次の第２
表に列記してある。
【表】 エポキシ類、メラミン、フエノ
ール類
〓〓〓〓
【表】 スとした）
例 １ ２個の標準のＤ寸法の電池１１，１２（それぞ
れが約5.08cmすなわち２インチの高さと、約2.54
cmすなわち１インチの直径と約54cm3すなわち3.3
立方インチの体積）が電池１１の底部（負の端
子）と電池１２の閉じた充填口孔（正の端子）と
にあらかじめ溶接された接続タブ１８により直列
に接続されている。細長いタブ１７が電池１２の
底部に溶接されこれら積重ねた電池に沿い引かれ
容器１０の上方に突出してバツテリーの負端子と
して作用する。電池１１，１２はボール紙のワツ
シヤ３０，３１，３０ａ，３１ａを電池１１，１
２のそれぞれの端部に固定する絶縁性かつ熱収縮
性のプラスチツク材で形成された管２１，２２に
より包囲されている。ボール紙のワツシヤ３１，
３１ａは電池の端部壁が移動して電池が通気口１
４，１５を通して通気できるようスペースを形成
する機能を行う。従つて、ワツシヤ３１，３１ａ
は通気口１４，１５を取巻きまた電池１１，１２
の底端部がワツシヤにより境界されたスペース１
９，２０内を自由に運動できる程度の大きい内径
を有している。電池１１，１２のボール紙製ワツ
シヤ３０，３０ａはそれぞれ充填口孔を絶縁する
ことによりそれぞれの電池の頂部の正端子に接続
した閉じてある充填口孔が電池またはその他の表
面に衝合して直接接触しないよう保護する。電池
１１，１２は約5.08cmすなわち２インチの直径
と、約12.25cm2すなわち５インチの高さと約262cm3
すなわち16立方インチの体積とを有する金属製の
容器１０内に同心に置かれ頂部に絶縁デイスク２
３が位置決めされている。電池のまわりの空隙に
は約3.2mm（1/8インチ）の直径のポリスチレン・
ビート２６が満たされる。電池と容器との間の環
状の体積は約117cm3（９立方インチ）でビード間
に残る空隙（ビードの多孔度）は約40％である。
理論的には、ほぼ同じ寸法のビード２６を使用す
ることにより最大約47％の多孔度が得られる。し
かしながら、この多孔度はビードの充填方法とビ
ードの寸法とに左右される。第２図に示してある
ようにビード２６を真直な柱状に充填されるとビ
ード間を直接接触させて最大の多孔度にしまた第
３図に示した如き形状に充填すると多孔度は最小
になる。ベレツトすなわちビードの平均寸法が小
さければ小さい程ビードが第３図に示した如くに
重なり合う傾向がそれだけ大で、従つて、多孔度
〓〓〓〓
は減少する。ビードの好ましい最小寸法は約0.8
mm（1/32インチ）で非球状のペレツトはその重な
り合う傾向が大であるので僅かに大きい好ましい
寸法を有する。 約60mlのアセトンが電池１１，１２のまわりと
ポリスチレン・ビード２６上とそれを通し容器１
０内に注がれる。アセトンはビードの外面を溶解
する傾向がありビードが乾燥するとビードを互い
に融着させそれにより堅固な構造体を形成させ
る。残つたアセトンは他に移され絶縁デイスク２
３が積み重ねた電池１１，１２の頂部とビードの
堅固な構造体の上方とに位置決めされる。端子１
６，１７が絶縁デイスク２３と金属製の容器カバ
ー２８とに設けた孔を通し引かれる。端子１７，
１８は金属製カバー２８から絶縁されまたそれぞ
れの端子のまわりに加硫されたゴムを少量配置す
ることにより位置決めされる。もし電池が通気す
ると（リチウム／SO2電池の場合には約35.16Kg/
cm3すなわち500psi）、解放されたガスはビート２
６のまわりの空隙２９を自由に通過しプラグ２４
またはそれに似た手段を吹き飛ばして通気する。 例 ２ 例１に説明したと同様な構造のバツテリーが例
１のポリスチレン・ビードの代りに約3.2mm（1/8
インチ）直径のナイロン・ビードを使用して作ら
れる。ナイロンがアセトンならびにその他の溶媒
に比較的におかされないので、ナイロンのビード
はそれを電池のまわりに配置する以前にあらかじ
め接着剤で処理される。粘度の低いエポキシ樹脂
が硬化触媒（ノルキユア133触媒を混入したノル
カスト7633エポキシ樹脂）（Norcast7633 Epoxy
Resin with Norcure133 Catalyst）と100対38の
体積比で混合される。約33オンスのナイロン・ビ
ードが前記接着剤の４mlと混合され接着剤により
完全に被覆される。この混合物は次いで容器１０
内に電池１１，１２のまわりに注がれ室温で約２
時間にわたり放置され硬化せしめられる。もし硬
化時間を短縮することが所望の場合には、温度を
高くして同じ結果を得る。このようにして被覆さ
れたビードは例１の溶媒を使用して形成したもの
と似た堅固な構造体を形成する。このようにして
形成された堅固なナイロン・ビード構造体は例１
で形成されたポリエチレン・ビードの構造体と同
じ機械的特性を有している。 前記した規準に従い本発明を実施するのに広範
囲の種類のプラスチツク物質、溶媒または接着剤
もしくはそれらのすべてを使用できることは当業
者には明かなことと思う。更にまた、本発明の包
装方法は室温でも僅かに高い温度でも行えて感温
の電池またはその他の物体が損傷もなく包装でき
るという利点が得られるのに反し現在使用されて
いるエポキシ包装方法ではエポキシが自由に流れ
適当に包装できるようにするには高い温度を使用
する必要がある。本発明による多孔性の包装体は
エポキシで包装された同様な構造体の半分以下の
重量を有し多孔性の包装材（特にポリスチレン）
はエポキシの現在の価格の約1/5に当るので、本
発明は堅固でない包装物質では耐えられない異常
な応力または衝撃にかけられる物体を包装するの
に有用である。
【図面の簡単な説明】
第１図はいくつかの電池が入れてあるバツテリ
ーの垂直断面図、第２図と第３図とは包装物質を
理論的に配置する異なる方法を示す図である。 １０……容器、１１，１２……電池、２６……
ペレツト。 〓〓〓〓

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 外部容器と、多孔性の構造体により容器内に
    おいて堅固に包囲支持された少くとも１個の電気
    化学的電池とから成り、多孔性の構造体が約
    140.62Kg/cm2以上の圧縮強度を有している互いに
    付着された個別の複数のペレツトから成り、また
    多孔性の構造体が少くとも20％の多孔度を有して
    いることを特徴とするバツテリー装置。 ２ ペレツトがほぼ球状である特許請求の範囲第
    １項に記載のバツテリー装置。 ３ ペレツトがポリスチレンから成る特許請求の
    範囲第１項に記載のバツテリー装置。 ４ ペレツトが約3.18mmの直径を有している特許
    請求の範囲第３項に記載のバツテリー装置。
JP10468777A 1976-10-01 1977-08-31 Firmly enveloped battery and method of manufacturing thereof Granted JPS5343840A (en)

Applications Claiming Priority (1)

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US05/728,671 US4053691A (en) 1976-10-01 1976-10-01 Porous light weight battery filler

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JPS5343840A JPS5343840A (en) 1978-04-20
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CH (1) CH621987A5 (ja)
DE (1) DE2743198C2 (ja)
FR (1) FR2366706A1 (ja)
GB (1) GB1583900A (ja)
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