図面 (/)

技術 亜鉛−臭素電池の集電電極取出構造

出願人 株式会社明電舎
発明者 吉岡靖浩
出願日 1994年4月12日 (26年2ヶ月経過) 出願番号 1994-072372
公開日 1995年10月27日 (24年8ヶ月経過) 公開番号 1995-282795
状態 拒絶査定
技術分野 混成電池 電池の接続・端子 電池の接続・端子
主要キーワード 取出構造 組付順序 各中間電極 プラスチック電極 接液側 電解液貯蔵槽 仮固定状態 総合エネルギー効率
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年10月27日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

目的

集電メッシュ集電端子との接合部分の破壊を防止するとともに組付時の作業性を高めることができる亜鉛臭素電池集電電極取出構造を提供することを目的とする。

構成

集電電極中の集電メッシュ6から導出された円柱状を呈する集電端子20の上面周縁部の相対向する位置に、該集電端子20を構成する部材の一部を直線状に平行して切り欠いた一対の切欠部26,26を形成し、この切欠部26,26を利用して可撓性を有する端子片22の連結部22aを仮固定して集電端子20と連結部22aとを螺合固定するようにした亜鉛−臭素電池の集電電極取出構造を提供する。

概要

背景

亜鉛臭素電池正極活物質臭素負極活物質に亜鉛を用いた2次電池であり、この電池は例えば電力の昼と夜のアンバランスを解決させるために、電力需要が少ない夜間に電力を貯蔵して、昼間に放出させるため等に使用される。

充電時に正極電極側で発生した臭素は、電解液に添加した臭素錯化剤と反応し、オイル状沈殿物となって貯蔵タンクへ戻され、放電時はポンプ単電池内へ送り込まれ還元される。電解液の成分はZnBr2水溶液と、抵抗下げるためのNH4Cl等の塩と、負極亜鉛側のデンドライトを防止し、均一な電着を促進させるためのPb,Sn,4級アンモニウム塩類と、臭素錯化剤とである。正極電極と負極電極の間にはセパレータを介挿してあり、正極電極で発生した臭素が負極電極へ拡散して亜鉛と反応することによる自己放電を防止している。

この亜鉛−臭素電池の化学反応は、

概要

集電メッシュ集電端子との接合部分の破壊を防止するとともに組付時の作業性を高めることができる亜鉛−臭素電池の集電電極取出構造を提供することを目的とする。

集電電極中の集電メッシュ6から導出された円柱状を呈する集電端子20の上面周縁部の相対向する位置に、該集電端子20を構成する部材の一部を直線状に平行して切り欠いた一対の切欠部26,26を形成し、この切欠部26,26を利用して可撓性を有する端子片22の連結部22aを仮固定して集電端子20と連結部22aとを螺合固定するようにした亜鉛−臭素電池の集電電極取出構造を提供する。

目的

そこで本発明はこのような従来の集電電極取出構造が有している課題を解消して、組付時の作業性を高めるとともに集電メッシュと集電端子との接合部分の破壊を防止することができる亜鉛−臭素電池の集電電極取出構造を提供することを目的とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

中間電極セパレータ板を重ねて単セルを形成し、この単セルを複数個積層して電池本体を構成するとともに、該電池本体の両端部に、集電メッシュが一体に組み込まれたカーボンプラスチックで成る一対の集電電極締付端板を配置し、両締付端板間をボルト締めすることによって一体的に積層固定するようにした亜鉛臭素電池の集電電極において、上記集電電極中の集電メッシュから導出された円柱状を呈する集電端子の上面周縁部の相対向する位置に、該集電端子を構成する部材の一部を直線状に平行して切り欠いた一対の切欠部を形成し、この切欠部を利用して可撓性を有する端子片の連結部を仮固定して集電端子と連結部とを螺合固定するようにしたことを特徴とする亜鉛−臭素電池の集電電極取出構造

技術分野

0001

本発明は電解液循環型積層二次電池、特に亜鉛臭素電池構成部材である集電電極取出構造に関するものである。

背景技術

0002

亜鉛−臭素電池は正極活物質臭素負極活物質に亜鉛を用いた2次電池であり、この電池は例えば電力の昼と夜のアンバランスを解決させるために、電力需要が少ない夜間に電力を貯蔵して、昼間に放出させるため等に使用される。

0003

充電時に正極電極側で発生した臭素は、電解液に添加した臭素錯化剤と反応し、オイル状沈殿物となって貯蔵タンクへ戻され、放電時はポンプ単電池内へ送り込まれ還元される。電解液の成分はZnBr2水溶液と、抵抗下げるためのNH4Cl等の塩と、負極亜鉛側のデンドライトを防止し、均一な電着を促進させるためのPb,Sn,4級アンモニウム塩類と、臭素錯化剤とである。正極電極と負極電極の間にはセパレータを介挿してあり、正極電極で発生した臭素が負極電極へ拡散して亜鉛と反応することによる自己放電を防止している。

0004

この亜鉛−臭素電池の化学反応は、

0005

充電時……正極:2Br-→Br2+2e-,負極:Zn+++2e-→Zn
放電時……正極:2Br-←Br2+2e-,負極:Zn+++2e-←Zn
で表される。

0006

この亜鉛−臭素電池は、主に電極バイポーラ型とし、複数個の単電池(単セル)を電気的に直列に積層した電池本体と、電解液貯蔵槽と、これらの間に電解液を循環させるポンプおよび配管系とで構成されている。

0007

図5は上記亜鉛−臭素電池を構成する電池本体の一例を示す分解斜視図であり、矩形平板状のバイポーラ型中間電極1の電極部1aの外周に絶縁性枠体1bが配置され、同様に矩形平板状のセパレータ板2を構成するセパレータ3の外周に枠体2aが形成されている。そして上記中間電極1にセパレータ板2及び必要に応じてパッキン4,スペーサメッシュ5を重ねて単セルを構成し、この単セルを複数個積層して電池本体が構成されている。バイポーラ型中間電極1は表裏で正極と負極を兼ねている。

0008

積層された電池本体の両端部には、集電メッシュ6を有する集電電極7と、一対の締付端板8と、その内側に位置する押さえ用の積層端板9とが配置されている。そして両締付端板8,8間に図示しないボルトを通して、このボルトを締め付けることにより、一体的に積層固定された電池本体が構成される。

0009

上記の電池本体の各単セル内には、各中間電極1及びセパレータ板2の枠体2aの上下2箇所の隅角部に形成した正極マニホールド10と、負極マニホールド11より、セパレータ板2の枠体2aに設けられたチャンネル12及びマイクロチャンネル13を介して電解液が夫々流入排出する。

0010

このように構成された亜鉛−臭素電池は、50KW級電池における電池効率として約80%、総合エネルギー効率として約70%が確認されている。

0011

上記の集電電極7は、図6に示したようにシート絶縁枠材15に形成された孔部16内にカーボンプラスチック電極17を組み込み、振動溶着手段18によって一体化して製造される。19はシート状絶縁枠材の適宜位置突設された溶着リブ、20は円柱状に形成された銅製の集電端子である。上記振動溶着法に代えて誘導加熱法を用いることもある。

0012

上記カーボンプラスチック電極17は、ポリエチレンバインダーとして導電性を付与するためのカーボンブラック及びグラファイトを混合して成形した部材であり、臭素に対する耐腐食性を有している。通常ポリエチレン:カーボンブラック:グラファイト=6:1:3(重量比)で混合したものを成形して用いている。更に正極側では臭素の反応過電圧を低減させるために、電極表面にカーボンクロス熱圧着法により貼着している。

0013

上記カーボンプラスチック電極17中には、真ちゅう製の集電メッシュ6(図5参照)が一体に組み込まれており、該集電メッシュ6から導出された前記円柱状の集電端子20が絶縁枠材15に形成されたスリット15aを通って外方に導き出され、図外の集電ブスバーに連結されている。

0014

図7は従来の上記集電電極7の取出構造を示しており、ボルト21で固定されたFRPで成る締付端板8の内側に前記集電電極7が配置され、円柱状に形成された銅製の集電端子20に可撓性を有する端子片22の連結部22aが螺子25を用いて螺合固定され、この端子片22の他端部が締付端板8の背面側に配備された端子台23の一端に連結固定され、更に該端子台23の他端部からケーブル24が導出されて外部の機器へ接続されている。図中の矢印Aは電池本体における背面側を、矢印Bは接液側を夫々示している。

発明が解決しようとする課題

0015

しかしながらこのような従来の亜鉛−臭素電池に用いられている集電電極の取出構造は、組付時の作業性が必ずしも良好であるとはいえない上、該集電電極と端子片との螺合固定時にカーボンプラスチック電極自体が破壊される惧れがあるという課題があった。

0016

即ち、組付作業時に銅製の集電端子20に可撓性を有する端子片22の連結部22aを接触させて、該集電端子20と連結部22aとをペンチ等で仮固定しながら螺子25を用いて両者を螺合固定する方法が行われているが、前記したように集電端子20が円柱状に形成されているためにこの集電端子20と連結部22a間の仮固定状態が良好とは言えず、これに伴って螺子25を用いた螺合固定時の作業性が悪化したり、仮固定用のペンチ等から加えられる力によってカーボンプラスチック電極17の内部にある真ちゅう製の集電メッシュ6と集電端子20との接合部分が破壊されてしまう惧れがあり、作業能率を高める上での難点となっている。

0017

そこで本発明はこのような従来の集電電極取出構造が有している課題を解消して、組付時の作業性を高めるとともに集電メッシュと集電端子との接合部分の破壊を防止することができる亜鉛−臭素電池の集電電極取出構造を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0018

本発明は上記目的を達成するために、中間電極にセパレータ板を重ねて単セルを形成し、この単セルを複数個積層して電池本体を構成するとともに、該電池本体の両端部に、集電メッシュが一体に組み込まれたカーボンプラスチックで成る一対の集電電極と締付端板を配置し、両締付端板間をボルト締めすることによって一体的に積層固定するようにした亜鉛−臭素電池の集電電極において、上記集電電極中の集電メッシュから導出された円柱状を呈する集電端子の上面周縁部の相対向する位置に、該集電端子を構成する部材の一部を直線状に平行して切り欠いた一対の切欠部を形成し、この切欠部を利用して可撓性を有する端子片の連結部を仮固定して集電端子と連結部とを螺合固定するようにした亜鉛−臭素電池の集電電極取出構造を提供する。

0019

かかる集電電極取出構造によれば、集電電極の組付けに際して電池本体の締付端板内側にカーボンプラスチックで成る集電電極を配置して、集電メッシュから導出された円柱状の集電端子の上面周縁部の相対向する位置に平行状態を保って形成された切欠部を利用してペンチ等により可撓性を有する端子片の連結部を仮固定し、この状態を維持しながら集電端子と連結部とを螺合固定することができる。その結果、螺合固定時の作業性が高められ、且つ作業時にカーボンプラスチック電極の内部にある集電メッシュと集電端子との接合部分が破壊される惧れがないという特有の作用が得られる。

0020

下図面を参照しながら本発明にかかる亜鉛−臭素電池の集電電極取出構造の実施例を説明する。図1は本発明にかかる集電電極取出構造の具体的な一実施例を示す平面図、図2図1のC−C線に沿う断面図である。図中17は全体的に示したカーボンプラスチック電極であり、このカーボンプラスチック電極17中には真ちゅう製の集電メッシュ6が一体に組み込まれていて、この集電メッシュ6から円柱状に形成された銅製の集電端子20が導出されている。

0021

この集電端子20の上面周縁部の相対向する位置に、本発明の特徴的構成である一対の切欠部26,26が形成されている。この切欠部26,26は集電端子20を構成する部材の一部を直線状に平行して切り欠いた形状となっている。27は集電端子20の上面中央部に螺設された螺子穴である。

0022

かかる構成によれば、集電電極の組付けに際して、前記図6乃至図7に示した例と同様に絶縁枠材15内に本実施例にかかるカーボンプラスチック電極17を振動溶着手段等により溶着してからボルト21で固定されたFRPで成る締付端板8の内側に集電電極7を配置して、円柱状に形成された銅製の集電端子20に可撓性を有する端子片22の一端部を螺合固定する。

0023

このような組付作業時に、図3の矢印D−Dに示したように集電端子20の上面周縁部の相対向する位置に平行状態を保って形成された切欠部26,26を利用して図外のペンチ等により可撓性を有する端子片22の連結部22aを仮固定し、この状態を維持しながら螺子25と螺子穴27を用いて集電端子20と連結部22aを螺合固定することによって図4に示す電極取出構造が得られる。

0024

従って集電端子20が円柱状に形成されていても上記切欠部26,26によって該集電端子20と端子片22の連結部22a間の仮固定状態が良好となり、螺子25を用いた螺合固定時の作業性を高め、且つ作業時にカーボンプラスチック電極17の内部にある真ちゅう製の集電メッシュ6と集電端子20との接合部分が破壊される惧れがないという作用が得られる。

0025

尚、集電電極7自体の組付は、前記図6で説明した製法と同一であるため、詳細な説明の重複を避ける。

0026

従って本実施例によれば、集電端子20の上面周縁部に一対の切欠部26,26を平行して形成したことにより、集電端子20と端子片22の連結部22a間の仮固定状態を良好として電気的特性上の障害が発生しない亜鉛−臭素電池が提供される。

発明の効果

0027

以上詳細に説明したように、本発明にかかる亜鉛−臭素電池の集電電極取出構造によれば、集電電極の組付時に集電メッシュから導出された円柱状の集電端子の上面周縁部の相対向する位置に平行状態を保って形成された切欠部を利用してペンチ等により可撓性を有する端子片の連結部を仮固定し、この状態を維持しながら集電端子と連結部とを螺合固定することにより、集電端子が円柱状に形成されていても該集電端子と連結部間の仮固定状態が良好となり、螺合固定時の作業性が高められるとともに、作業時に仮固定用のペンチ等から加えられる力によってカーボンプラスチック電極の内部にある集電メッシュと集電端子との接合部分が破壊される惧れがなくなり、電気的特性が安定化した亜鉛−臭素電池の集電電極取出構造を提供することが出来る。

図面の簡単な説明

0028

図1本発明にかかる集電電極取出構造の具体的な実施例を示す要部平面図。
図2図1のC−C線に沿う断面図。
図3本実施例における電極組付時の部分的平面図。
図4本実施例における電極組付後の状態を示す側面
図5亜鉛−臭素電池の電池本体を示す要部分解斜視図。
図6従来の集電電極の組付順序を要部分解斜視図。
図7従来の集電電極の組付後の状態を示す要部断面図。

--

0029

1…中間電極
2…セパレータ板
2a…枠体
3…セパレータ
6…集電メッシュ
6a…端子片
7…集電電極
8…締付端板
17…カーボンプラスチック電極
20…集電端子
22…端子片
22a…連結部
26…切欠部
27…螺子穴

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 京セラ株式会社の「 正極構造体およびフロー電池」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】電極内部への電解液の拡散性を向上することができる正極構造体およびフロー電池を提供する。【解決手段】正極構造体20は、成形体30と、板状部材とを備える。成形体は、活物質を含む。板状部材は、成形体... 詳細

  • 古河電池株式会社の「 鉛蓄電池」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】合成樹脂製の電槽の上面が合成樹脂製の蓋で封止された構造の鉛蓄電池として、車両に搭載する際のステーによる締め付け力が強すぎた場合でも電槽の隔壁が弓状に変形しにくいものを提供する。【解決手段】蓋2... 詳細

  • 株式会社オートネットワーク技術研究所の「 フレキシブルプリント基板、及び配線モジュール」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】配線モジュールの製造コストを低減する。【解決手段】フレキシブルプリント基板17は、基端部22と、基端部22から後方に沿って延びる左帯部23及び右帯部24と、基端部22と左帯部23に跨って設けら... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ