JPS6158160A - 積層電池の枠付隔膜の製造方法 - Google Patents
積層電池の枠付隔膜の製造方法Info
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- JPS6158160A JPS6158160A JP59178223A JP17822384A JPS6158160A JP S6158160 A JPS6158160 A JP S6158160A JP 59178223 A JP59178223 A JP 59178223A JP 17822384 A JP17822384 A JP 17822384A JP S6158160 A JPS6158160 A JP S6158160A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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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
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- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Cell Separators (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、金酋−ハロゲン（例えばＺｎ−Ｂｒｚ ）電
解液循環型積層二次電池の枠付隔膜の製造方法に関する
ものであって、具体的には枠付隔膜の平坦性及び厚さ均
一化を図ることＫよシ、結果として積層電池の液洩れや
破損等の寸法精度不良による事故を防止するものであっ
て、例えば１ ｋＷ以上の電池に使用することのでき□
る枠付隔膜（隔膜部の面ｆｌｅ１６００ｃｒｔりを提供
することを目的としている。
解液循環型積層二次電池の枠付隔膜の製造方法に関する
ものであって、具体的には枠付隔膜の平坦性及び厚さ均
一化を図ることＫよシ、結果として積層電池の液洩れや
破損等の寸法精度不良による事故を防止するものであっ
て、例えば１ ｋＷ以上の電池に使用することのでき□
る枠付隔膜（隔膜部の面ｆｌｅ１６００ｃｒｔりを提供
することを目的としている。
金属−ハロゲン電解液循環型積層二次電池例えば亜鉛−
臭素電池は、隔膜によって区画された正、負極室内に夫
々正、負極が配置され、前記両極室に夫々電解液が循環
させられた状態で、充電時には負極ではＺｎ” ＋ ２
ｅ −−＋ Ｚｎ 、正極では２Ｂｒ−→Ｂｒｚ ＋
２ｅ−の反応を生じ、放電時には上記と逆の反応（酸
化、還元）が生じる。
臭素電池は、隔膜によって区画された正、負極室内に夫
々正、負極が配置され、前記両極室に夫々電解液が循環
させられた状態で、充電時には負極ではＺｎ” ＋ ２
ｅ −−＋ Ｚｎ 、正極では２Ｂｒ−→Ｂｒｚ ＋
２ｅ−の反応を生じ、放電時には上記と逆の反応（酸
化、還元）が生じる。
したがって、各電極及び隔膜は、先ず活物質に対し腐食
等の恐れがなく、かつ隔膜においては工ネルギー効率が
低下しないよう又低コストから微細多孔質膜であること
が必要である。
等の恐れがなく、かつ隔膜においては工ネルギー効率が
低下しないよう又低コストから微細多孔質膜であること
が必要である。
斯かる観点から、従来よシ隔膜の材質として活物質のハ
ロゲンに耐食性を有するシリカ等を含有するポリエチレ
ンの多孔質隔膜素材が用いられている。
ロゲンに耐食性を有するシリカ等を含有するポリエチレ
ンの多孔質隔膜素材が用いられている。
第６図は、この種の金属−ハロゲン二次電池を代表する
一例として、亜鉛−臭素電解液循環バイポーラｆｆ１層
二次電池の構成を示し、図中の符号（１）は締付端板、
（２）は積層端板、（３）は左右方向両端に集電メツシ
ュ０を備えた電極端板、α荀は中央部にスペーサーメツ
シュを備えたバッキング、（５）は中央部の隔膜αＱと
一体成匿された絶縁枠（５）′に陽極液マニホールド（
７）と陰極液マニホールド（８）が夫々穿設され、この
陽極液マニホールド（７）と前記隔膜αＱとの間にマイ
クロチャンネル（９）が形成されている。（６）は中央
部の電極Ｏ２と一体成型された絶縁枠（６）′を有する
枠付中間電極であって、このような中間電極が複数牧夫
々の間に前記バッキング（４）及び枠付隔膜（５）を介
在させて積層電池を構成させである。Ｑ４）は締付用ボ
ルトを挿通する穴であシ、ここに締付ボルトを通し、ナ
ツトを締めることによυ一体化されて積層電池となる。
一例として、亜鉛−臭素電解液循環バイポーラｆｆ１層
二次電池の構成を示し、図中の符号（１）は締付端板、
（２）は積層端板、（３）は左右方向両端に集電メツシ
ュ０を備えた電極端板、α荀は中央部にスペーサーメツ
シュを備えたバッキング、（５）は中央部の隔膜αＱと
一体成匿された絶縁枠（５）′に陽極液マニホールド（
７）と陰極液マニホールド（８）が夫々穿設され、この
陽極液マニホールド（７）と前記隔膜αＱとの間にマイ
クロチャンネル（９）が形成されている。（６）は中央
部の電極Ｏ２と一体成型された絶縁枠（６）′を有する
枠付中間電極であって、このような中間電極が複数牧夫
々の間に前記バッキング（４）及び枠付隔膜（５）を介
在させて積層電池を構成させである。Ｑ４）は締付用ボ
ルトを挿通する穴であシ、ここに締付ボルトを通し、ナ
ツトを締めることによυ一体化されて積層電池となる。
併して、従来の枠付隔膜（５）の成形方法は、ポリエチ
レン等の多孔質グラスチックからなる隔膜素材及び絶縁
性でかつ電解液不浸透性の隔膜素材と同材質系からなる
枠部素材を予め金型内にインサートシ、ヒートプレス法
により成形していたが、成形後の絶縁枠の厚さにヒート
プレス法固有のバラツキがあシ、四隅が最小厚さとなる
傾向があった。又、金型内に隔膜素材をインサートした
のち枠部を形成するプラスチック材料を金型内へインジ
ェクションモールド法により圧大して成形した場合も、
金型のゲート形状、数及び位置によシ成形品の品質や仕
上シル状特に平坦性が左右されるという問題があり、実
用上十分な平坦性、強度を有する成形品を得るための金
型ゲート形状、数及び位置を規定する必要があった。
レン等の多孔質グラスチックからなる隔膜素材及び絶縁
性でかつ電解液不浸透性の隔膜素材と同材質系からなる
枠部素材を予め金型内にインサートシ、ヒートプレス法
により成形していたが、成形後の絶縁枠の厚さにヒート
プレス法固有のバラツキがあシ、四隅が最小厚さとなる
傾向があった。又、金型内に隔膜素材をインサートした
のち枠部を形成するプラスチック材料を金型内へインジ
ェクションモールド法により圧大して成形した場合も、
金型のゲート形状、数及び位置によシ成形品の品質や仕
上シル状特に平坦性が左右されるという問題があり、実
用上十分な平坦性、強度を有する成形品を得るための金
型ゲート形状、数及び位置を規定する必要があった。
このような平坦性不良や品質不良の発生する原因は、素
材の周囲に額縁状の枠部を形成させる場合、プラスチッ
ク自体の収縮等の問題によシ、必然的に成形品に反シを
生じ、インサート素材の材質が枠部プラスチックの材質
と同一の場合、異質の場合を問わず、この問題により前
記成形は困難とされていて、業界でも未だ実施されてい
ない。
材の周囲に額縁状の枠部を形成させる場合、プラスチッ
ク自体の収縮等の問題によシ、必然的に成形品に反シを
生じ、インサート素材の材質が枠部プラスチックの材質
と同一の場合、異質の場合を問わず、この問題により前
記成形は困難とされていて、業界でも未だ実施されてい
ない。
さらに一つの原因として、電池の出力／容積を大きくす
るため成形すべさ枠付隔膜のインサート素材である多孔
質プラスチックの厚さくｔ＝０．４〜３．２ ｍ ）と
、インジェクション時の枠部プラスチックの流動距離■
の関係が、Ｖｔ〉１６０という条件に加え、枠部プラス
チックにはハロゲン耐食性から、高密度ポリエチレン又
はポリプロピレンのＭＩ（メルトインデックス）値は約
１近傍か又はそれ以下（例えば０．８）で、通常のイン
ジェクショングレードに比較して１７１０以下であるこ
とによシ、プラスチックが流れ難いという欠点を有して
いる。
るため成形すべさ枠付隔膜のインサート素材である多孔
質プラスチックの厚さくｔ＝０．４〜３．２ ｍ ）と
、インジェクション時の枠部プラスチックの流動距離■
の関係が、Ｖｔ〉１６０という条件に加え、枠部プラス
チックにはハロゲン耐食性から、高密度ポリエチレン又
はポリプロピレンのＭＩ（メルトインデックス）値は約
１近傍か又はそれ以下（例えば０．８）で、通常のイン
ジェクショングレードに比較して１７１０以下であるこ
とによシ、プラスチックが流れ難いという欠点を有して
いる。
このように、従来の積層電池の枠付隔膜の成形において
は、枠部の強度寸法精度特に厚さにバラツキがあるため
に、１０セル程度の実験室用積層電池には使用できるも
のの、電極面積の大きい例えば１ ｋＷ以上の多セル積
層電池には使用することができなかった。本発明は、斯
かる実情に鑑みてこれを改善し、１ｋＷ以上の多セル積
層電池において十分使用することのできる大きな面積で
しかも厚さの比較的薄い枠付隔膜を製造せんとするもの
でおる。
は、枠部の強度寸法精度特に厚さにバラツキがあるため
に、１０セル程度の実験室用積層電池には使用できるも
のの、電極面積の大きい例えば１ ｋＷ以上の多セル積
層電池には使用することができなかった。本発明は、斯
かる実情に鑑みてこれを改善し、１ｋＷ以上の多セル積
層電池において十分使用することのできる大きな面積で
しかも厚さの比較的薄い枠付隔膜を製造せんとするもの
でおる。
本発明においては、樹脂の流動距離（９）と成形品厚さ
く１）の比が１６０以上で、ＭＩが約１近傍又はそれ以
下の成形における上記の従来技術の欠点を解消するため
に次の手段を採用するものである。
く１）の比が１６０以上で、ＭＩが約１近傍又はそれ以
下の成形における上記の従来技術の欠点を解消するため
に次の手段を採用するものである。
即ち多孔質プラスチックからなる隔膜素材を予め金型内
に挿入し、該隔膜素材の外周にプラスチックからなる枠
部をインジェクションモールド法により一体成形するに
際し、前記金型に成形すべき隔膜の中心点に対し点対称
をなす外隅位置２箇所に夫々樹脂流入のためのゲートを
設けて成形することを要旨とする積層電池用の枠付隔膜
の製造方法である。
に挿入し、該隔膜素材の外周にプラスチックからなる枠
部をインジェクションモールド法により一体成形するに
際し、前記金型に成形すべき隔膜の中心点に対し点対称
をなす外隅位置２箇所に夫々樹脂流入のためのゲートを
設けて成形することを要旨とする積層電池用の枠付隔膜
の製造方法である。
又、これのほかに上記ゲートの孔径を１．０〜２゜Ｏｗ
ｔ！Ｒφとすること及び、上記ゲートが成形すべき隔膜
の中心点に対し点対称をなす外周位置のマニホールドピ
ン部を代用していることをも要旨としている。
ｔ！Ｒφとすること及び、上記ゲートが成形すべき隔膜
の中心点に対し点対称をなす外周位置のマニホールドピ
ン部を代用していることをも要旨としている。
上記手段を要旨とする本発明によれば、成形品の平坦性
及び厚さ均一性が従来技術による成形品よシ向上する一
方、ゲート数を２箇所としたことによシ、ゲート数が多
かった従来のインジェクションモールド法に比べて、ゲ
ート近傍での残留応力に起因する成形品の変形が緩和さ
れる等の作用がある。
及び厚さ均一性が従来技術による成形品よシ向上する一
方、ゲート数を２箇所としたことによシ、ゲート数が多
かった従来のインジェクションモールド法に比べて、ゲ
ート近傍での残留応力に起因する成形品の変形が緩和さ
れる等の作用がある。
次に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す金型のキャビティ部分
の平面図であυ、第２図は比較例としての従来技術のイ
ンジェクションモールド法による金型のキャビティ部分
の平面図である。図中の符号（１５）はマニホールドピ
ンであり、（１６１は樹脂流入のためのゲートである。
の平面図であυ、第２図は比較例としての従来技術のイ
ンジェクションモールド法による金型のキャビティ部分
の平面図である。図中の符号（１５）はマニホールドピ
ンであり、（１６１は樹脂流入のためのゲートである。
第１図の本発明の場合は、ゲー） （１６）が金型成形
すべき隔膜の中心点に対し点対称をなす外隅位置に２箇
所設けてあり、第２図の従来技術は図中に符号（ａ）〜
（ｆ）で示す６個所である。
すべき隔膜の中心点に対し点対称をなす外隅位置に２箇
所設けてあり、第２図の従来技術は図中に符号（ａ）〜
（ｆ）で示す６個所である。
ここで、第２図の従来技術によるインジェクションモー
ルド法による欠点を説明すると、第２図に符号（ａ）′
〜（Ｏの点線で示しｆ：、６箇所にウェルドライン即ち
樹脂の２つ以上の流れが完全に融合しないで、その接合
部に線状のむらを生ずる０この場合のウェルドラインは
、Ｖｔが小さいため仮に実用可能な程度の強度を有して
いるとしても、ウェルドラインの箇所数が多いので、特
に額縁状で幅の狭い両側の枠部にあるウェルドラインの
次め９割れ”に対する信頼性は低い。又、図中の符号（
ｂ）及び（、）のゲート°位置近傍は、枠部の幅が狭く
、かつゲート（ＩＦ５からの距離が近いため、ここから
流入する樹脂圧力も高く成形後の残留歪が太きくなるの
で、ゲート（ｌＩ１９近傍で局所的な反υを生じ枠表面
の塩性、厚さの均一性が損われる。又、ゲートαｅの位
置を（ａ） （ｅ） （ｄ） （ｆ）の４箇所にした場
合は、第２図に（ａγ（ｃ）’（ｄ）’ （ｆ）’の実
線で示した４箇所にウェルドラインが現われる。この場
合は′Ｌ４／ｌが長く、かつ樹脂が一直線状の対向流で
あるため、ウェルドラインの強度は極端に弱く、積層時
の締付力で割れを生ずる。
ルド法による欠点を説明すると、第２図に符号（ａ）′
〜（Ｏの点線で示しｆ：、６箇所にウェルドライン即ち
樹脂の２つ以上の流れが完全に融合しないで、その接合
部に線状のむらを生ずる０この場合のウェルドラインは
、Ｖｔが小さいため仮に実用可能な程度の強度を有して
いるとしても、ウェルドラインの箇所数が多いので、特
に額縁状で幅の狭い両側の枠部にあるウェルドラインの
次め９割れ”に対する信頼性は低い。又、図中の符号（
ｂ）及び（、）のゲート°位置近傍は、枠部の幅が狭く
、かつゲート（ＩＦ５からの距離が近いため、ここから
流入する樹脂圧力も高く成形後の残留歪が太きくなるの
で、ゲート（ｌＩ１９近傍で局所的な反υを生じ枠表面
の塩性、厚さの均一性が損われる。又、ゲートαｅの位
置を（ａ） （ｅ） （ｄ） （ｆ）の４箇所にした場
合は、第２図に（ａγ（ｃ）’（ｄ）’ （ｆ）’の実
線で示した４箇所にウェルドラインが現われる。この場
合は′Ｌ４／ｌが長く、かつ樹脂が一直線状の対向流で
あるため、ウェルドラインの強度は極端に弱く、積層時
の締付力で割れを生ずる。
一方、第１図の本発明の実施例によれば、ゲートαｅを
前記本発明の限定条件通り外隅位置の２箇所としたこと
くよシ、第１図中に点線（ａ） （ｂ）で示す位置にウ
ェルドラインが現われる。しかし、樹脂の流れが図中に
矢印で示す９０°対向流であることと、図中に一点鎖線
で囲って示した（ｃ） （ｄ）位置にウェルドライン消
去溝を設けることによシ、このウェルドラインをある程
度効果的に消去できることと、このウェルドライン近傍
のマニホールド位置決めピンやチャンネルバー等金型堀
込部分が流動樹脂に対し流動効果を発揮することＫよっ
て、実用上十分な強度を有する。
前記本発明の限定条件通り外隅位置の２箇所としたこと
くよシ、第１図中に点線（ａ） （ｂ）で示す位置にウ
ェルドラインが現われる。しかし、樹脂の流れが図中に
矢印で示す９０°対向流であることと、図中に一点鎖線
で囲って示した（ｃ） （ｄ）位置にウェルドライン消
去溝を設けることによシ、このウェルドラインをある程
度効果的に消去できることと、このウェルドライン近傍
のマニホールド位置決めピンやチャンネルバー等金型堀
込部分が流動樹脂に対し流動効果を発揮することＫよっ
て、実用上十分な強度を有する。
本発明は以上の説明によって明らかなよ５Ｋ。
次の効果を奏することができる。
（＋） ゲート数を少くしたことによシ、成形品であ
る枠付隔膜の平坦性及び厚さ均一性が向上した。
る枠付隔膜の平坦性及び厚さ均一性が向上した。
（ｆｆ） ゲート数を本発明で限定する位置２箇所と
したことくよシ、ゲート近傍での残留応力を少なくする
ことができたので、成形品の変形が軽減された。
したことくよシ、ゲート近傍での残留応力を少なくする
ことができたので、成形品の変形が軽減された。
（Ｉｌｌ） ウェルドラインが２箇所だけでかつ９０
°対向流であるため、ウェルドライン発生部にマイクロ
チャンネルやマニホールド等の掘込部分による攪拌効果
が発揮され、ウェルドライン部分の強度低下が緩和され
た。
°対向流であるため、ウェルドライン発生部にマイクロ
チャンネルやマニホールド等の掘込部分による攪拌効果
が発揮され、ウェルドライン部分の強度低下が緩和され
た。
Ｏｖ） ウェルドライン消去溝を設けたことによ）、
ウェルドラインの発生を最小限とすることができた。
ウェルドラインの発生を最小限とすることができた。
第１図は本発明方法の一実施例を示す金型の平面図、第
２図は従来技術による比較例を示す金型の平面図、第６
図は積層電池の基本的構成を示す説明図である。 （１）・・・締付端板、（２）・・・積層端板、（３）
・・・電極端板、（４）・・・バッキング、（５）・・
・枠付隔膜、（ｓ）’・・・絶縁枠、（６）・・・枠付
電極、（６）′・・・絶縁枠、（７）・・・陽極液マニ
ホールド、（８）・・・陰極液マニホールド、（９）・
・・マイクロチャンネル、（１０・・・隔膜、ａυ・・
・スペーサーメツシュ、（１２１・・・電極、０国・・
・集電メツシュ、α乃・・・締付ポルト穴、（１５１・
・・マニホールド、（１６）・・・ゲート。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第１図
２図は従来技術による比較例を示す金型の平面図、第６
図は積層電池の基本的構成を示す説明図である。 （１）・・・締付端板、（２）・・・積層端板、（３）
・・・電極端板、（４）・・・バッキング、（５）・・
・枠付隔膜、（ｓ）’・・・絶縁枠、（６）・・・枠付
電極、（６）′・・・絶縁枠、（７）・・・陽極液マニ
ホールド、（８）・・・陰極液マニホールド、（９）・
・・マイクロチャンネル、（１０・・・隔膜、ａυ・・
・スペーサーメツシュ、（１２１・・・電極、０国・・
・集電メツシュ、α乃・・・締付ポルト穴、（１５１・
・・マニホールド、（１６）・・・ゲート。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第１図
Claims (3)
- （１）多孔質プラスチックからなる隔膜素材を予め金型
内に挿入し、該隔膜素材の外周にプラスチックからなる
枠部をインジェクションモールド法により一体成形する
に際し、前記金型に成形すべき隔膜の中心点に対し点対
称をなす外隅位置２箇所に枠部を形成する樹脂流入のた
めのゲートを設けて成形することを特徴とする積層電池
の枠付隔膜の製造方法。 - （２）上記ゲートの孔径が１．０〜２．０ｍｍφである
特許請求の範囲第１項記載の積層電池の枠付隔膜の製造
方法。 - （３）上記ゲートが成形すべき隔膜の中心点に対し点対
称をなす外隅位置のマニホールドピン部を代用している
特許請求の範囲第１項記載の積層電池の枠付隔膜の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59178223A JPS6158160A (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | 積層電池の枠付隔膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59178223A JPS6158160A (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | 積層電池の枠付隔膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6158160A true JPS6158160A (ja) | 1986-03-25 |
Family
ID=16044738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59178223A Pending JPS6158160A (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | 積層電池の枠付隔膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6158160A (ja) |
-
1984
- 1984-08-29 JP JP59178223A patent/JPS6158160A/ja active Pending
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