図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2010年11月4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 (12)

課題

集合型二次電池において、その設置スペースコンパクトにでき、また液漏れの恐れのない二次電池を提供することにある。

解決手段

幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する直方体状の電槽3内に、その長側面と平行な正極板18と負極板19をセパレータ20を介して短側面方向に積層した極板群5が収納されており、正極板18と負極板19の互いに反対側の側縁部を両極板対向部分から外側に突出させ、突出部をリード部18a、19aとし、極板群5の正負それぞれのリード部18a、19aの側端縁集電板21に固着し、集電板21、22にて極板群5を保持し、複数の電槽3をその短側面で相互に一体的に連結して成る一体電槽2を設け、電槽3間の短側面を貫通する接続金具9で両側の集電板21、22を接続している。

概要

背景

所要電力容量が得られるように複数の単電池を接続して一体的に連結して成る従来の集合型二次電池としては、図10のようなものが知られている(例えば、特許文献1を参照)。この集合型二次電池は、図11に示すような密閉型アルカリ二次電池からなる複数個の単電池41(41a〜41j)を、その電槽42の幅の広い長側面同士を互いに対向させて重ねるように配置し、両端の単電池41a、41jの電槽42の外側にエンドプレート52を当接させ、両エンドプレート52、52間を拘束バンド53にて結束することにより一体的に連結して構成されている。

単電池41は、正極板と負極板セパレータを介して積層してなる発電要素である極板群47を電解液と共に電槽42内に収容し、各電槽42の開口部を安全弁45を設けた蓋46で閉じ、極板群47を構成する各正極板の一側部上端から上方にリード49を引き出してその上部に正極端子43を接続し、また同様に各負極板の他側部上端から上方にリード49を引き出してその上部に負極端子44を接続し、これら正極端子43及び負極端子44を蓋46に取付けて構成されている。

そして、連結されて隣り合う単電池41間の正極端子43と負極端子44とが接続板51にて接続されて各単電池41が直列接続されている。また、各電槽42間が連結されるとき、電槽42の長側面に上下方向に突設されたリブ48が隣接間で突き合わされ、各リブ48、48間の長側面間の空間にて電槽42の上下方向に貫通する冷媒流路が形成され、冷媒通路送風して各単電池41a〜41jを冷却するように構成されている。

概要

集合型二次電池において、その設置スペースコンパクトにでき、また液漏れの恐れのない二次電池を提供することにある。幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する直方体状の電槽3内に、その長側面と平行な正極板18と負極板19をセパレータ20を介して短側面方向に積層した極板群5が収納されており、正極板18と負極板19の互いに反対側の側縁部を両極板対向部分から外側に突出させ、突出部をリード部18a、19aとし、極板群5の正負それぞれのリード部18a、19aの側端縁集電板21に固着し、集電板21、22にて極板群5を保持し、複数の電槽3をその短側面で相互に一体的に連結して成る一体電槽2を設け、電槽3間の短側面を貫通する接続金具9で両側の集電板21、22を接続している。

目的

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、集合型二次電池において、その設置スペースをコンパクトにでき、また液漏れの恐れのない二次電池を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0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

幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する直方体状の電槽内に、その長側面と平行な多数の正極板と負極板セパレータを介して短側面方向に積層した極板群収納して成る二次電池において、正極板と負極板の互いに反対側の側縁部を両極板対向部分から外側に突出させ、突出部をリード部とし、極板群の正負それぞれのリード部の側端縁集電板に固着し、集電板にて極板群を保持し、複数の電槽をその短側面で相互に一体的に連結して成る一体電槽を設け、電槽間の短側面を貫通する接続金具で両側の集電板を接続したことを特徴とする二次電池。

請求項2

集電板の上端において、他の極板群または外部端子と接続されたことを特徴とする請求項1記載の二次電池。

請求項3

電槽間の短側面に接続穴貫通形成し、接続金具は、接続穴に挿入されてその先端同士が溶接される突出軸部を有するとともに基端面に集電板が固着される一対のコマ金具にて構成したことを特徴とする請求項1または2記載の二次電池。

請求項4

幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する直方体状の電槽内に、その長側面方向両端に正極と負極の集電板を有する極板群と電解液を収容して単電池を構成し、電槽の短側面の上端部に接続穴を貫通形成し、接続穴に挿入される突出軸部を有するとともに基端面に集電板が固着される一対のコマ金具、または同様の突出軸部を有する接続端子とコマ金具を短側面の両側に配置してそれらの突出軸部の先端同士を溶接したことを特徴とする二次電池。

請求項5

短側面の両側に配設されたコマ金具又は接続端子の突出軸部の周囲にそれぞれ短側面との間のシールを行うシール材を配設したことを特徴とする請求項3又は4記載の二次電池。

技術分野

0001

本発明は、本発明は二次電池に関し、特に集合型二次電池に好適に適用できる二次電池に関する。

背景技術

0002

所要電力容量が得られるように複数の単電池を接続して一体的に連結して成る従来の集合型二次電池としては、図10のようなものが知られている(例えば、特許文献1を参照)。この集合型二次電池は、図11に示すような密閉型アルカリ二次電池からなる複数個の単電池41(41a〜41j)を、その電槽42の幅の広い長側面同士を互いに対向させて重ねるように配置し、両端の単電池41a、41jの電槽42の外側にエンドプレート52を当接させ、両エンドプレート52、52間を拘束バンド53にて結束することにより一体的に連結して構成されている。

0003

単電池41は、正極板と負極板セパレータを介して積層してなる発電要素である極板群47を電解液と共に電槽42内に収容し、各電槽42の開口部を安全弁45を設けた蓋46で閉じ、極板群47を構成する各正極板の一側部上端から上方にリード49を引き出してその上部に正極端子43を接続し、また同様に各負極板の他側部上端から上方にリード49を引き出してその上部に負極端子44を接続し、これら正極端子43及び負極端子44を蓋46に取付けて構成されている。

0004

そして、連結されて隣り合う単電池41間の正極端子43と負極端子44とが接続板51にて接続されて各単電池41が直列接続されている。また、各電槽42間が連結されるとき、電槽42の長側面に上下方向に突設されたリブ48が隣接間で突き合わされ、各リブ48、48間の長側面間の空間にて電槽42の上下方向に貫通する冷媒流路が形成され、冷媒通路送風して各単電池41a〜41jを冷却するように構成されている。

先行技術

0005

特開平09−115490号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、上記従来の集合型二次電池の単電池41の構成では、蓋46の外部に突出させた端子43、44間を接続板51で接続するようにしているので、電槽42の上部に接続用の空間を確保する必要があるとともに接続部が露出しているために、設置スペースコンパクトにできないという問題があった。

0007

また、極端子43、44の極柱が蓋46を貫通する部分には、一般に蓋内面側にのみOリングを配置して1重にのみシールしているので、電池使用時に液漏れの恐れがあった。

0008

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、集合型二次電池において、その設置スペースをコンパクトにでき、また液漏れの恐れのない二次電池を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0009

本発明の二次電池は、幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する直方体状の電槽内に、その長側面と平行な多数の正極板と負極板をセパレータを介して短側面方向に積層した極板群を収納して成る二次電池において、正極板と負極板の互いに反対側の側縁部を両極板対向部分から外側に突出させ、突出部をリード部とし、極板群の正負それぞれのリード部の側端縁集電板に固着し、集電板にて極板群を保持し、複数の電槽をその短側面で相互に一体的に連結して成る一体電槽を設け、電槽間の短側面を貫通する接続金具で両側の集電板を接続したことにより、一体電槽の内部で隣接する単電池の接続を行うことができ、集合型二次電池の設置スペースをコンパクトにすることができる。

0010

また、電槽間の短側面に接続穴貫通形成し、接続金具を、接続穴に挿入されてその先端同士が溶接される突出軸部を有するとともに基端面に集電板が固着される一対のコマ金具にて構成すると、一対のコマ金具を用いて溶接することにより集電板を簡単に接続することができる。

0011

また、幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する直方体状の電槽内に、その長側面方向両端に正極と負極の集電板を有する極板群と電解液を収容して単電池を構成し、電槽の短側面の上端部に接続穴を貫通形成し、接続穴に挿入される突出軸部を有するとともに基端面に集電板が固着される一対のコマ金具、または同様の突出軸部を有する接続端子とコマ金具を短側面の両側に配置してそれらの突出軸部の先端同士を溶接すると、一対のコマ金具を用いて溶接することにより電槽とその外部との接続をコンパクトな構成でかつ簡単に行うことができる。

0012

また、短側面の両側に配設されたコマ金具又は接続端子の突出軸部の周囲にそれぞれ短側面との間のシールを行うシール材を配設すると、短側面の両側で2重シールすることができ、使用中の液漏れを確実に防止できる。

発明の効果

0013

本発明の集合型二次電池によれば、以上の説明から明らかなように、正極板群と負極板群の互いに反対側の側縁部を両極板の対向部分から外側に突出させ、突出部をリード部とし、複数の電槽をその短側面で相互に一体的に連結して成る一体電槽を設け、電槽間の短側面を貫通する接続金具で両側の集電板を接続することにより、一体電槽の内部で隣接する単電池の接続を行うことができ、集合型二次電池の設置スペースをコンパクトにすることができる。

0014

また、電槽間の短側面に接続穴を貫通形成し、接続金具を、接続穴に挿入されてその先端同士が溶接される突出軸部を有するとともに基端面に集電板が固着される一対のコマ金具にて構成すると、一対のコマ金具を用いて溶接することにより集電板を簡単に接続することができる。

0015

また、電槽の短側面の上端部に接続穴を貫通形成し、接続穴に挿入される突出軸部を有するとともに基端面に集電板が固着される一対のコマ金具、または同様の突出軸部を有する接続端子とコマ金具を短側面の両側に配置してそれらの突出軸部の先端同士を溶接すると、一対のコマ金具を用いて溶接することにより電槽とその外部との接続をコンパクトな構成でかつ簡単に行うことができる。

0016

また、短側面の両側に配設されたコマ金具又は接続端子の突出軸部の周囲にそれぞれ短側面との間のシールを行うシール材を配設すると、短側面の両側で2重シールすることができ、使用中の液漏れを確実に防止できる。

図面の簡単な説明

0017

本発明の一実施形態の集合型二次電池の外観斜視図である。
同実施形態の部分縦断側面図である。
図2のA−A矢視断面図である。
同実施形態の極板群の正面図である。
図4のB−B矢視断面図である。
同実施形態における正極板を示し、(a)は正面図、(b)は平面図とその部分詳細図である。
同実施形態における負極板を示し、(a)は正面図、(b)は平面図とその部分詳細図である。
同実施形態における単電池間の接続部の構成を示す縦断面図である。
本発明の他の実施形態における極板群の分解斜視図である。
従来例の集合型二次電池の外観斜視図である。
同従来例の単電池の部分破断斜視図である。

実施例

0018

以下、本発明の一実施形態の集合型二次電池について、図1図8を参照して説明する。

0019

本実施形態の集合型二次電池1は、電気自動車用駆動電源として好適に用いることができるニッケル水素二次電池であり、図1図3に示すように、幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する上面開口の直方体状の複数(図示例では6つ)の電槽3をその短側面を共用して相互に一体的に連結して成る一体電槽2にて構成されかつ各電槽3の上面開口は一体の蓋体4にて一体的に閉鎖されている。

0020

各電槽3内には、後で詳細に説明するように、電槽3の長側面と平行な多数の正極板と負極板をセパレータを介して短側面方向に積層してなる極板群5が電解液とともに収納され、単電池6が構成されている。

0021

一体電槽2の両端の電槽3の外側の短側面及び各電槽3、3間の短側面の上端部には接続穴7が形成され、両端の電槽3の外側の短側面の接続穴7には正極又は負極の接続端子8が装着され、中間の電槽3、3間の短側面の接続穴7には両側の単電池6、6を直列接続する接続金具9が装着されている。また、蓋体4には各電槽3毎に内部圧力が一定以上になったときに圧力を解放するための安全弁10が配設され、また単電池6の温度を検出する温度検出センサを装着するセンサ装着穴11が適当な単電池6又は各単電池6毎に形成されている。

0022

各電槽3の長側面が一平面を成す一体電槽2の長側面12には、各電槽3の両側端に対応する位置に上下方向に延びるリブ13が突設されており、かつリブ13、13間には適当ピッチ間隔マトリックス状に多数の比較的小さな円形の突部14が突設されている。これらリブ13と突部14は同じ高さである。さらに、電槽3の上端部と蓋体4の側面には、リブ13の延長位置及び突部14の配置位置に対応してそれらの側面間にわたるように、リブ13及び突部14と同じ高さの連結リブ15a及び15bが形成されている。また、一体電槽2の長側面12の両端近傍の2つのリブ13の外面の上部と下部に、一体電槽2をその長側面12で互いに重ねた時に相互に嵌合する複数の位置決め用の突部16と凹部17が設けられている。これらリブ13、突部14及び連結リブ15a、15bは、一体電槽2を並列配置したときにそれらの間に各電槽3を効率的にかつ均一に冷却するための冷媒通路を形成する。

0023

上記極板群5について、図4図7を参照して詳細に説明する。図4図5において、多数枚の正極板18と多数枚の負極板19とを交互に配置するとともに、各正極板18に横方向に開口部を有する袋状のセパレータ20を被せることにより、正極板18と負極板19をそれらの間にセパレータ20を介装した状態で積層した極板群5が構成されている。図4で、斜線で示した領域は正極板18と負極板19がセパレータ20を介して対向して発電作用を発揮する領域を示している。これら正極板18群と負極板19群は互いに反対側の側縁部が外側に突出されてその突出側縁部がリード部18a、19aとして構成され、その側端縁にそれぞれ集電板21、22が溶着されている。各集電板21、22は、その両側縁を内側に折り曲げ、極板18、19と集電板21、22の溶着時に加圧しても外側に広がらないように、正極板18群及び負極板19群を挟持するとともに、寸法規制している。23は、極板群5の集電板21、22間の外面に配設された外周セパレータである。

0024

正極板18はNiの発泡メタルから成るとともに、図6に示すように、リード部18aは発泡メタルを加圧して圧縮するとともにその一面にリード板24を超音波溶接又はシーム溶接して構成されている。また、負極板19は、図7に示すように、Niのパンチングメタルにリード部19aを除いて活物質塗着して構成されている。これら正極板18及び負極板19は、リード部18a、19aを設けた側辺の長さをL、それと直交する方向の側辺の長さをDとして、LはDより大きくかつ4D以下となるように設定されている。

0025

29は、リード部18a、19aにそれぞれ上下に適当間隔あけて形成された一対の位置決め穴で、この位置決め穴に位置決めピン挿通してリード部18a、19aの側端縁を押圧することにより、リード部18a、19aの側端縁を揃え、この側端縁と集電板21、22を確実にかつ均等に溶着できるようにしている。

0026

また、単電池6、6を直列接続する接続金具9は、図8に示すように、互いに隣接する単電池6の集電板21、22の上端部をそれぞれの基端面に溶接した一対のコマ金具25にて構成され、このコマ金具25の軸芯部に突設された突出軸部26を電槽3の短側面に形成された接続穴7に両側から挿入してその先端面同士を当接させて溶接することによって接続している。なお、集電板21、22の上端部とコマ金具25の基端面との溶接及び突出軸部26の先端面同士の溶接はそれらを組み付けた状態で一括して抵抗溶接される。また、これらコマ金具25の突出軸部26の周囲には環状溝27が形成され、これらの環状溝27に装着されたOリング28にて接続穴7は2重にシールされている。

0027

以上の構成の集合型二次電池1においては、直方体状の複数の電槽3をその短側面で相互に一体的に連結して成る一体電槽2を構成し、かつ各電槽3の上面開口を蓋体4にて一体的に閉鎖し、電槽3、3間の短側面の上端部に形成した接続穴7を貫通する接続金具9で両側の極板群5の集電板21、22を接続しているので、隣接する単電池6の接続を一体電槽2の内部で行うことができ、外部に接続構成が露出しないので、集合型二次電池1の設置スペースをコンパクトにすることができる。

0028

さらに、接続金具9を、上記接続穴7にその両側から挿入されて先端同士が溶接される突出軸部26を有するとともに基端面に集電板21、22が固着される一対のコマ金具25にて構成しているので、コマ金具25の溶接により隣接する電槽3の極板群5、すなわち単電池6を簡単に直列接続することができる。また、両端の電槽3の外側の短側面においても、同様の突出軸部26を有する接続端子8とコマ金具25を短側面の両側に配置してそれらの突出軸部26、26の先端同士を溶接することにより、電槽3とその外部との接続をコンパクトな構成でかつ簡単に行うことができる。

0029

また、コマ金具25や接続端子8の突出軸部26の周囲に短側面との間のシールを行うOリング28を配設しているので、短側面の両側で2重にシールすることができ、使用中の液漏れを確実に防止できる。

0030

また、各単電池6の極板群5において、正極板18群と負極板19群の互いに反対側の側縁部を対向部分から外側に突出させてその突出部をリード部18a、19aとし、そのリード部18a、19aに対してその全長にわたって集電板21、22を固着しているので、極板18、19の全面から集電板21、22部までの平均距離を短くでき、その結果電池内抵抗値を小さくできるとともに電極活物質利用率が高くなって電池出力を向上することができる。なお、図4ではリード部18a、19aに対してその全長にわたって集電板21、22を固着しているが、リード部18a、19aの長さの1/2以上にわたって集電板21、22を固着すればほぼ同様の効果が得られる。

0031

また、極板18、19群のリード部18a、19aの側端縁を集電板21、22に固着することにより極板18、19群を保持しているので、コンパクトな構成で極板18、19群を保持でき、発電領域面積を大きくとれ、電池容量を大きくできる。

0032

また、各極板18、19はリード部18a、19aを設けた側辺の長さLと、それと直交する側辺の長さDを、L>Dで、L≦4Dとしているので、極板の総面積に対してその全面から集電板21、22までの平均距離を一層短くできて上記効果をさらに大きく奏することができる。また、D≧Lの場合には、極板群5の上端と蓋体4の上壁との間の単電池6、6間を接続するための空間(デッドスペース)の極板群5の容積(発電作用を奏するスペース)に対する比率が大きくなり、デッドスペースの割合が大きくなって電池の容積効率が悪くなるという問題があるが、そのような問題も解消することができる。

0033

一方、L>4Dとなると、縦横比が大きくなり過ぎて、集電板21、22の強度保持や電槽3の製造等の他の構成要件に問題が発生し、また一体電槽2の外面を各電槽3の配列方向と直交する上下方向、即ち極板群5のリード部長手方向冷却媒体流通させて冷却する場合に、極板群5の下端端部と上端部の間での温度ばらつきが大きくなるという問題があるが、上記のようにL、Dを設定することによりそのような問題を生じることもない。

0034

また、上記L>Dで、L≦4Dの関係を有する極板18、19から成る極板群5を収納した電槽3を、図2に示すように、極板18、19のリード部18a、19aと平行な方向の長側面長さをl、それと直交する長側面長さをdとして、l>dで、l≦4dとすることにより、デッドスペースの割合が好適となり、電池の容積効率が向上する。さらに、電槽3の長側面の上下方向に冷却媒体を流通させて冷却する場合に、下端部と上端部の間の温度ばらつきを小さくできる。

0035

次に、本発明の二次電池の他の実施形態について図9を参照して説明する。上記実施形態では正極板18に袋状のセパレータ20を被せることにより、正極板18と負極板19の間にセパレータ20を介装したが、正極板18群と負極板19群の互いに反対側の側縁部を外側に突出させ、その側縁部をリード部18a、19aとしているので、正極板18と負極板19の間につづら折り状にセパレータを介装することができ、本実施形態ではつづら折り状のセパレータ30を配設している。本実施形態によれば、各極板18、19に袋状のセパレータ20を被せる場合に比して簡単にセパレータを介装することができる。

0036

本発明は、集合型二次電池に有用である。

0037

1集合型二次電池
2一体電槽
3電槽
4蓋体
5極板群
6単電池
7接続穴
8接続端子
9接続金具
18正極板
18aリード部
19 負極板
19a リード部
20セパレータ
21集電板
22 集電板
25コマ金具
26突出軸部
28 Oリング(シール材)
30 つづら折り状セパレータ

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

  • 株式会社GSユアサの「 鉛蓄電池」が 公開されました。( 2021/09/16)

    【課題・解決手段】ポリオレフィンを含み、細孔の屈曲度が5以上である、鉛蓄電池用セパレータ。正極板と、負極板と、前記正極板および前記負極板との間に介在する上記セパレータとを備える、鉛蓄電池。... 詳細

  • 株式会社豊田自動織機の「 蓄電装置」が 公開されました。( 2021/09/16)

    【課題・解決手段】蓄電装置は、集電体と、集電体の第1面に設けられた正極活物質層と、集電体の第2面に設けられた負極活物質層と、をそれぞれ含む複数のバイポーラ電極が、セパレータを介して積層された積層体と、... 詳細

  • パナソニックIPマネジメント株式会社の「 二次電池」が 公開されました。( 2021/09/16)

    【課題・解決手段】導電性の異物がセパレータを貫通して微小短絡が発生したとしてもリーク電流を十分に抑制することが可能な二次電池を提供する。本開示の一態様である二次電池は、正極と、負極と、正極及び負極の間... 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