JP3354971B2 - 金属酸化物水素電池 - Google Patents
金属酸化物水素電池Info
- Publication number
- JP3354971B2 JP3354971B2 JP28622092A JP28622092A JP3354971B2 JP 3354971 B2 JP3354971 B2 JP 3354971B2 JP 28622092 A JP28622092 A JP 28622092A JP 28622092 A JP28622092 A JP 28622092A JP 3354971 B2 JP3354971 B2 JP 3354971B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell module
- cell
- battery
- housing
- cell modules
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 12
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 12
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 title claims description 7
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 title claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 15
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 15
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- -1 hydroxide ions Chemical class 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/34—Gastight accumulators
- H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
- H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6554—Rods or plates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6554—Rods or plates
- H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
-
- 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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】ニッケル酸化物水素電池のような
金属酸化物水素電池は、それらが充電可能であり、極め
て長い寿命を有し、放電周期全体の間、均一な出力を生
じるので、航空機スタータ電池としての使用と、航空宇
宙における使用とがなされてきた。
金属酸化物水素電池は、それらが充電可能であり、極め
て長い寿命を有し、放電周期全体の間、均一な出力を生
じるので、航空機スタータ電池としての使用と、航空宇
宙における使用とがなされてきた。
【０００２】
【従来の技術】典型的なニッケル酸化物水素電池におい
て、電池セルは、圧縮水素ガスを含む外圧容器内に密閉
される。電池の放電の際、水素ガスは、負極板の触媒面
を覆う電解液を通って拡散し、単原子形に分解される。
単原子水素は、イオン化され、水酸化物イオンと結合し
て水を形成し、電子は、各水素イオンの形成の過程中に
放出される。更に、水酸化物イオンは、水とニッケル酸
化物に含有される利用可能な酸素との反応により、正極
で形成される。これらの反応の結果として、電子流が、
外部回路に生じる。
て、電池セルは、圧縮水素ガスを含む外圧容器内に密閉
される。電池の放電の際、水素ガスは、負極板の触媒面
を覆う電解液を通って拡散し、単原子形に分解される。
単原子水素は、イオン化され、水酸化物イオンと結合し
て水を形成し、電子は、各水素イオンの形成の過程中に
放出される。更に、水酸化物イオンは、水とニッケル酸
化物に含有される利用可能な酸素との反応により、正極
で形成される。これらの反応の結果として、電子流が、
外部回路に生じる。
【０００３】充電の際、反応は逆転し、充電は、負極で
の水素の再生及び正極でのニッケルの再酸化を特徴とす
る。
の水素の再生及び正極でのニッケルの再酸化を特徴とす
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】水素ガスにより生じる
相当な圧力に耐えるように圧力容器は、略円筒形であ
り、セルモジュールを、圧力容器に適合する円形に形成
することが実践されてきた。これは、大量の廃棄物を生
じる帯状の原材料から曲面又は円形形状の電極板を切り
取ることを必要とする。円形セルモジュールを用いる
時、電極への電気的接続は、通常電極板の周辺端部でな
された。周辺端部での電気的接続により電子流路が長く
なり、これにより抵抗が増し、電池の効率が減少する。
相当な圧力に耐えるように圧力容器は、略円筒形であ
り、セルモジュールを、圧力容器に適合する円形に形成
することが実践されてきた。これは、大量の廃棄物を生
じる帯状の原材料から曲面又は円形形状の電極板を切り
取ることを必要とする。円形セルモジュールを用いる
時、電極への電気的接続は、通常電極板の周辺端部でな
された。周辺端部での電気的接続により電子流路が長く
なり、これにより抵抗が増し、電池の効率が減少する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、円筒形圧力容
器内の略長方形セルモジュールを用い、セルモジュール
への電気的接続をセルモジュールの中央に位置させた、
改良された金属酸化物水素電池に係る。本発明により電
池は、外略円筒形圧力容器と、容器内に並べて積層され
た複数のセルモジュールとを含む。各セルモジュール
は、略長方形であり、セルモジュールの中央に位置する
正及び負極を含む。各セルモジュールは、水酸化カリウ
ム溶液のような電解液を含む。
器内の略長方形セルモジュールを用い、セルモジュール
への電気的接続をセルモジュールの中央に位置させた、
改良された金属酸化物水素電池に係る。本発明により電
池は、外略円筒形圧力容器と、容器内に並べて積層され
た複数のセルモジュールとを含む。各セルモジュール
は、略長方形であり、セルモジュールの中央に位置する
正及び負極を含む。各セルモジュールは、水酸化カリウ
ム溶液のような電解液を含む。
【０００６】各セルモジュールは、電気的絶縁材、望ま
しくは電解液の流れに対して不浸透である熱可塑性樹脂
からなる剛性の筺体内に密閉される。高係数の熱伝導性
を有する金属又は他の材料からなる熱伝導部材又はフィ
ンは、隣接するセルモジュール間に位置し、各熱伝導部
材は、圧力容器の内壁と熱伝導する外円周形フランジが
設けられる。熱可塑性筺体の外周は、セルモジュール組
立体を容器内に位置させるようにフランジの内面を支え
る。
しくは電解液の流れに対して不浸透である熱可塑性樹脂
からなる剛性の筺体内に密閉される。高係数の熱伝導性
を有する金属又は他の材料からなる熱伝導部材又はフィ
ンは、隣接するセルモジュール間に位置し、各熱伝導部
材は、圧力容器の内壁と熱伝導する外円周形フランジが
設けられる。熱可塑性筺体の外周は、セルモジュール組
立体を容器内に位置させるようにフランジの内面を支え
る。
【０００７】ガスの筺体への及び筺体からの流れを許容
するように、各筺体は、ガスの流れに対し浸透性がある
が、電解液の流れに対して不浸透である通気口が設けら
れる。各セルモジュールは、筺体の孔に整列する中央開
口が形成され、導電体は、セルモジュールの電極を電気
回路に接続する為、整列した孔及び開口を通って延在す
る。
するように、各筺体は、ガスの流れに対し浸透性がある
が、電解液の流れに対して不浸透である通気口が設けら
れる。各セルモジュールは、筺体の孔に整列する中央開
口が形成され、導電体は、セルモジュールの電極を電気
回路に接続する為、整列した孔及び開口を通って延在す
る。
【０００８】密閉されたセルモジュール及び熱伝導フィ
ンを並べて積層して挟持するよう、螺合された絶縁ロッ
ドは、筺体の整列された中央孔及びセルモジュールの開
口を通って延在し、ロッドの端部はナットを受ける。ナ
ットを下方に螺合することで、セルモジュールは緊密な
支持で共に挟持され得る。本発明の構造により、セルモ
ジュールの電極板は、長方形の形状を有し、これにより
電極板を最少の廃棄物で帯状の原材料から切り取ること
を可能にし、従って電池の全体的なコストを低下させ
る。
ンを並べて積層して挟持するよう、螺合された絶縁ロッ
ドは、筺体の整列された中央孔及びセルモジュールの開
口を通って延在し、ロッドの端部はナットを受ける。ナ
ットを下方に螺合することで、セルモジュールは緊密な
支持で共に挟持され得る。本発明の構造により、セルモ
ジュールの電極板は、長方形の形状を有し、これにより
電極板を最少の廃棄物で帯状の原材料から切り取ること
を可能にし、従って電池の全体的なコストを低下させ
る。
【０００９】各セルモジュールを覆う剛性プラスチック
筺体は、セルモジュールを密閉し、電解液のセルモジュ
ールからの漏れ又は毛管現象を防ぎ、短絡を生じ得るセ
ルモジュール間の液絡を防止する。更に、剛性である筺
体は、セルモジュールを圧力容器内に置き又は位置決め
し、セルモジュールを損傷する可能性のある容器内にお
けるセルモジュールの半径方向の動きを防ぐのに役立
つ。
筺体は、セルモジュールを密閉し、電解液のセルモジュ
ールからの漏れ又は毛管現象を防ぎ、短絡を生じ得るセ
ルモジュール間の液絡を防止する。更に、剛性である筺
体は、セルモジュールを圧力容器内に置き又は位置決め
し、セルモジュールを損傷する可能性のある容器内にお
けるセルモジュールの半径方向の動きを防ぐのに役立
つ。
【００１０】更なる利点として、セルモジュールの正及
び負極への接続は、セルモジュールの中央部分でなさ
れ、従って周辺端部における接続と比較して短かい電子
流路を提供する。これは抵抗を減少させ、より効率的な
電池を提供する。他の目的及び利点は以下の説明からわ
かる。
び負極への接続は、セルモジュールの中央部分でなさ
れ、従って周辺端部における接続と比較して短かい電子
流路を提供する。これは抵抗を減少させ、より効率的な
電池を提供する。他の目的及び利点は以下の説明からわ
かる。
【００１１】
【実施例】図１はニッケル酸化物水素電池のような充電
可能な金属酸化物水素電池１を示す。電池１は、並べて
積層される一連のセルモジュール３を収容する外圧容器
２からなる。圧力容器２はその開放端がドーム形ヘッド
５で覆われる略円筒形殻４を含む。殻４とヘッド５は、
インコネル（登録商標）又はステンレス鋼のような高強
度、耐食金属から形成される内側の金属裏当て６と、従
来の素子巻回技術により裏当て６の回りに巻回され得る
熱硬化性樹脂を含浸された繊維材料の外層を含み得る。
可能な金属酸化物水素電池１を示す。電池１は、並べて
積層される一連のセルモジュール３を収容する外圧容器
２からなる。圧力容器２はその開放端がドーム形ヘッド
５で覆われる略円筒形殻４を含む。殻４とヘッド５は、
インコネル（登録商標）又はステンレス鋼のような高強
度、耐食金属から形成される内側の金属裏当て６と、従
来の素子巻回技術により裏当て６の回りに巻回され得る
熱硬化性樹脂を含浸された繊維材料の外層を含み得る。
【００１２】各セルモジュール３は中央開口９を有し、
吸収層１１により離間される一対の背中合せ正極１０と
一対の負極１２を含み得る。負極１２は非導電性分離層
１３により隣接する正極から分離される。加えて、ガス
拡散スクリーン１４は各負極１２の外側に位置される。
特に各セルモジュール８は米国特許第４９５７８３０号
に記載の方法で構成され得ると共に、ここで正極は平坦
な形又はニッケル水酸化物を含浸された焼結金属板であ
り、一方負極は疎水性重合材を通るスクリーンの一面に
結合された白金黒のような触媒を有する微細網スクリー
ンの形であり得る。水酸化カリウム溶液のような電解液
は電極を分離する繊維分離層１３に含浸される。セルモ
ジュールの特定の構造はそれ自体従来型であり、本発明
の一部を構成しない。
吸収層１１により離間される一対の背中合せ正極１０と
一対の負極１２を含み得る。負極１２は非導電性分離層
１３により隣接する正極から分離される。加えて、ガス
拡散スクリーン１４は各負極１２の外側に位置される。
特に各セルモジュール８は米国特許第４９５７８３０号
に記載の方法で構成され得ると共に、ここで正極は平坦
な形又はニッケル水酸化物を含浸された焼結金属板であ
り、一方負極は疎水性重合材を通るスクリーンの一面に
結合された白金黒のような触媒を有する微細網スクリー
ンの形であり得る。水酸化カリウム溶液のような電解液
は電極を分離する繊維分離層１３に含浸される。セルモ
ジュールの特定の構造はそれ自体従来型であり、本発明
の一部を構成しない。
【００１３】各セルモジュールは、望ましくは成形熱可
塑性樹脂から形成され、電解液の通路に不浸透であり、
電解液の１つのセルモジュールから隣接するセルモジュ
ールへの移動してセルモジュールが短絡するのを防ぐ剛
性筺体１５で密閉される。各筺体１５は密閉構造を提供
するようその周辺端部に沿って望ましくは熱シールによ
り共に接合される一対の部材１６，１７からなる。図２
に最も良く示される如く、部材１６は平らで、セルモジ
ュール８の開口９を整列する中央開口を設けられる。部
材１７は又部材１６の開口と整列する中央開口を形成さ
れ、開口に区画する部材１７の一部にはセルモジュール
３を収容するポケット又は拡大部２０が設けられる。図
４に示す如く、ポケット２０はセルモジュールの長方形
状に適合し、一方筺体１５の周辺端部は円形状であり、
容器２の内面に隣接して位置する。
塑性樹脂から形成され、電解液の通路に不浸透であり、
電解液の１つのセルモジュールから隣接するセルモジュ
ールへの移動してセルモジュールが短絡するのを防ぐ剛
性筺体１５で密閉される。各筺体１５は密閉構造を提供
するようその周辺端部に沿って望ましくは熱シールによ
り共に接合される一対の部材１６，１７からなる。図２
に最も良く示される如く、部材１６は平らで、セルモジ
ュール８の開口９を整列する中央開口を設けられる。部
材１７は又部材１６の開口と整列する中央開口を形成さ
れ、開口に区画する部材１７の一部にはセルモジュール
３を収容するポケット又は拡大部２０が設けられる。図
４に示す如く、ポケット２０はセルモジュールの長方形
状に適合し、一方筺体１５の周辺端部は円形状であり、
容器２の内面に隣接して位置する。
【００１４】セルモジュール３及び圧力容器２の内部間
にガスの流れを許容するよう、各筺体１５は図３に示す
如く、１つ又はそれ以上の通気口２２を設けられる。通
気２２はガスの流れに対し浸透性があるが、電解液の流
れに対し不浸透であり、それゆえ電解液は通気口を通っ
て筺体の外部に流れない。通気口２２はテフロン（登録
商標：ポリテトラフルオロエチレン）繊維からなる商品
名ゴーテックスの名で販売される材料から形成され得
る。
にガスの流れを許容するよう、各筺体１５は図３に示す
如く、１つ又はそれ以上の通気口２２を設けられる。通
気２２はガスの流れに対し浸透性があるが、電解液の流
れに対し不浸透であり、それゆえ電解液は通気口を通っ
て筺体の外部に流れない。通気口２２はテフロン（登録
商標：ポリテトラフルオロエチレン）繊維からなる商品
名ゴーテックスの名で販売される材料から形成され得
る。
【００１５】熱をセルモジュール３から圧力容器２へ伝
導するのを助ける為、熱伝導フィン及び部材２３は隣接
する密閉されたセルモジュール３間に位置される。各熱
伝導部材２３は略円形本体部２４及び容器２の内面に接
触して位置される外円筒形フランジ２５とを含む。フラ
ンジ２５はフランジに対して多少の可撓性を提供し、容
器壁がわずかに変形又は円形からずれる場合、フランジ
が容器壁に適合するのを可能にする一連の略平行長手方
向スリット２６が形成され得る。
導するのを助ける為、熱伝導フィン及び部材２３は隣接
する密閉されたセルモジュール３間に位置される。各熱
伝導部材２３は略円形本体部２４及び容器２の内面に接
触して位置される外円筒形フランジ２５とを含む。フラ
ンジ２５はフランジに対して多少の可撓性を提供し、容
器壁がわずかに変形又は円形からずれる場合、フランジ
が容器壁に適合するのを可能にする一連の略平行長手方
向スリット２６が形成され得る。
【００１６】熱伝導部材２３は、セルモジュール３から
圧力容器２への熱伝導を助ける為、高係数の熱伝導性を
有する金属又は他の材料から形成される。図２及び図３
に示す如く、プラスチック又は他の電気的絶縁材から形
成されるガス浸透可能スクリーン２７は筺体１５の部材
１６及び熱伝導部材２３の本体２４間に位置され得る。
スクリーン２７はガスの筺体の通気口２２への流れ及び
通気口２２からの流れを容易にする。
圧力容器２への熱伝導を助ける為、高係数の熱伝導性を
有する金属又は他の材料から形成される。図２及び図３
に示す如く、プラスチック又は他の電気的絶縁材から形
成されるガス浸透可能スクリーン２７は筺体１５の部材
１６及び熱伝導部材２３の本体２４間に位置され得る。
スクリーン２７はガスの筺体の通気口２２への流れ及び
通気口２２からの流れを容易にする。
【００１７】図２に示す如く、筺体１５の周辺端部は熱
伝導部材のフランジ２５の内面を支える。筺体１５は成
形剛性材であるから、セルモジュール３を容器２内に位
置決め又は置くのに役立ち、電池が外部衝撃を受ける場
合セルモジュールが容器内で半径方向に変位するのを防
ぐ。セルモジュール３の端子の電気回路での接続の為、
一対の導体２８及び２９は各セルモジュール３と協働す
る。各導体２８及び２９は、筺体１５の穴又は孔を通っ
て延在する円筒形スリーブ３０と、スリーブ３０から半
径方向に延在し筺体内に位置するフランジ３１とを含
む。導体２８のフランジ３１は櫛部３２を介してセルモ
ジュールの正極のタブ３３に接続され、一方導体２９の
フランジ３１は同様な櫛部３２によりセルモジュール２
の負極のタブ３４に接続される。
伝導部材のフランジ２５の内面を支える。筺体１５は成
形剛性材であるから、セルモジュール３を容器２内に位
置決め又は置くのに役立ち、電池が外部衝撃を受ける場
合セルモジュールが容器内で半径方向に変位するのを防
ぐ。セルモジュール３の端子の電気回路での接続の為、
一対の導体２８及び２９は各セルモジュール３と協働す
る。各導体２８及び２９は、筺体１５の穴又は孔を通っ
て延在する円筒形スリーブ３０と、スリーブ３０から半
径方向に延在し筺体内に位置するフランジ３１とを含
む。導体２８のフランジ３１は櫛部３２を介してセルモ
ジュールの正極のタブ３３に接続され、一方導体２９の
フランジ３１は同様な櫛部３２によりセルモジュール２
の負極のタブ３４に接続される。
【００１８】図２に示す如く、各セルモジュールの導体
２８及び２９のフランジ３１はナイロンのような材料か
ら形成される内側の電気的絶縁ワッシャ３５及びセラミ
ック材から形成され得る外側のワッシャ３６により互い
に絶縁される。剛性であるセラミックワッシャ３６は以
下に説明する如く、機構全体が軸方向に圧縮される場
合、ナイロンワッシャ３５の過剰圧縮を防ぐ。
２８及び２９のフランジ３１はナイロンのような材料か
ら形成される内側の電気的絶縁ワッシャ３５及びセラミ
ック材から形成され得る外側のワッシャ３６により互い
に絶縁される。剛性であるセラミックワッシャ３６は以
下に説明する如く、機構全体が軸方向に圧縮される場
合、ナイロンワッシャ３５の過剰圧縮を防ぐ。
【００１９】皿バネ又はワッシャ３７のような弾性部材
は各導体２８及び２９の円筒形スリーブ３０の回りに配
置される。各ワッシャ３７の一端は環状形金属座３８を
支え、一方各ワッシャ３７の他端はその穴を画成するプ
ラスチック筺体１５の一部を支え、筺体を各導体のフラ
ンジ３１に対して押す。各フランジ３１の外面は、鋸歯
のような筺体１５をフランジ３１に対して機械的にロッ
クしがちな面偏差を設けられ得る。
は各導体２８及び２９の円筒形スリーブ３０の回りに配
置される。各ワッシャ３７の一端は環状形金属座３８を
支え、一方各ワッシャ３７の他端はその穴を画成するプ
ラスチック筺体１５の一部を支え、筺体を各導体のフラ
ンジ３１に対して押す。各フランジ３１の外面は、鋸歯
のような筺体１５をフランジ３１に対して機械的にロッ
クしがちな面偏差を設けられ得る。
【００２０】セルモジュールを並べて挟持するよう、タ
イロッド３９は導体２８及び２９の開口を通って延在す
る。タイロッド３９は、望ましくは中央金属コアからな
り、テフロンのような材料から形成され得る絶縁外被を
有する。タイロッド３９上に組立てられた導体２８及び
２９により、各正の導体２８の端部は図２に示す如く、
次に隣接する負の導体２９の接触端部と電気的接触をす
る。
イロッド３９は導体２８及び２９の開口を通って延在す
る。タイロッド３９は、望ましくは中央金属コアからな
り、テフロンのような材料から形成され得る絶縁外被を
有する。タイロッド３９上に組立てられた導体２８及び
２９により、各正の導体２８の端部は図２に示す如く、
次に隣接する負の導体２９の接触端部と電気的接触をす
る。
【００２１】正及び負端子ブラケット４０はタイロッド
３９の端部に取付けられ、ナット４１は図２に示す如
く、タイロッドの端部に螺合される。絶縁ワッシャ４２
はナット４１を端子ブラケット４０から絶縁し、同様に
端子ブラケットをタイロッド３９から絶縁する。ナット
４１がタイロッド３９に締めつけられるので、皿ワッシ
ャ３７は筺体１５の各穴の回りに接触する環状領域を生
成し、それにより筺体を各導体２８及び２９に対してき
つく密閉するよう圧縮される。このシーリング装置によ
り、電解液の筺体の穴を通る移動が除去され、従ってセ
ルモジュール３が乾燥するのを防ぎ、電池の早期故障を
生じる分流の可能性は除去される。
３９の端部に取付けられ、ナット４１は図２に示す如
く、タイロッドの端部に螺合される。絶縁ワッシャ４２
はナット４１を端子ブラケット４０から絶縁し、同様に
端子ブラケットをタイロッド３９から絶縁する。ナット
４１がタイロッド３９に締めつけられるので、皿ワッシ
ャ３７は筺体１５の各穴の回りに接触する環状領域を生
成し、それにより筺体を各導体２８及び２９に対してき
つく密閉するよう圧縮される。このシーリング装置によ
り、電解液の筺体の穴を通る移動が除去され、従ってセ
ルモジュール３が乾燥するのを防ぎ、電池の早期故障を
生じる分流の可能性は除去される。
【００２２】本発明の構造によれば、セルモジュール３
は長方形を有し、電極を帯状の原材 料から切り取ること
ができるので、従って、円形又は曲面の形状を有するセ
ルモジュールと比較して廃棄物が減少する。成形剛性プ
ラスチック筺体１５は、電解液のセルモジュールからの
移動を防ぐようセルモジュールを密閉するのみならず、
セルモジュールを容器内で位置決めして、電池が外部衝
撃を受ける場合に、セルモジュールへの変位及び起こり
得る損害を防ぐのにも役立つという２重機能を果たす。
は長方形を有し、電極を帯状の原材 料から切り取ること
ができるので、従って、円形又は曲面の形状を有するセ
ルモジュールと比較して廃棄物が減少する。成形剛性プ
ラスチック筺体１５は、電解液のセルモジュールからの
移動を防ぐようセルモジュールを密閉するのみならず、
セルモジュールを容器内で位置決めして、電池が外部衝
撃を受ける場合に、セルモジュールへの変位及び起こり
得る損害を防ぐのにも役立つという２重機能を果たす。
【図１】部分的切截した本発明の金属酸化物水素電池の
斜視図である。
斜視図である。
【図２】電池の拡大部分的長手方向断面図である。
【図３】セルモジュール通気口の構造を示す分解拡大断
面図である。
面図である。
１ 電池 ２ 圧力容器 ３，８ セルモジュール ４ 殻 ５ ヘッド ６ 裏当て ９ 開口 １０ 正極 １１ 吸収層 １２ 負極 １３ 分離層 １４，２７ スクリーン １５ 筺体 １６，１７ 部材 ２０ ポケット ２２ 通気口 ２３ 熱伝導部材 ２４ 本体部 ２５，３１ フランジ ２６ スリット ２８，２９ 導体 ３０ スリーブ ３２ 櫛部 ３４ タブ ３５，３６，３７，４２ ワッシャ ３８ 座 ３９ タイロッド ４０ ブラケット ４１ ナット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール ジェイ カプレリアン アメリカ合衆国 ウィスコンシン 53108 カレドニア ウッドランド ド ライブ 2052番地 (56)参考文献 特開 昭61−224276（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−134869（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 12/08
Claims (17)
- 【請求項１】 略円筒形外圧容器と、平面形状で略長方形であり、略中央に位置する正端子と
負端子を含み、電解液を含み、前記容器内に並べて配置
された 複数のセルモジュールと、前記容器と担持係合する周辺端部を有し、各々の前記セ
ルモジュールを囲む、密閉された剛性で電気絶縁性の筺
体と、 各々の前記 セルモジュールの、対応する前記筺体に対す
る相対運動を防止する手段と、前記 セルモジュールの前記正端子と負端子とを電気回路
に接続する電気的接続手段と、を含む金属酸化物水素電
池。 - 【請求項２】 隣接する前記セルモジュール間に配置さ
れ、前記圧力容器と熱伝導する略円形の周辺端部を有す
る熱伝導部材を含む請求項１記載の電池。 - 【請求項３】 前記熱伝導部材は、前記圧力容器と係合
する外側周辺フランジを有する請求項２記載の電池。 - 【請求項４】 前記フランジは、複数の離間した長手方
向に延在するスリットが設けられる請求項３記載の電
池。 - 【請求項５】 前記筺体内に配置される通気手段を含
み、前記通気手段は、 ガスの流れに対しては浸透性である
が、前記電解液の流れに対しは不浸透である請求項１記
載の電池。 - 【請求項６】 各々の前記筺体は、平坦な周辺端部を有
する第一の部材と第二の部材と、前記周辺端部と、を密
閉する密閉手段を含む請求項１記載の電池。 - 【請求項７】 前記第一の部材と第二の部材とは、熱可
塑性材料で形成され、 前記密閉手段は、熱シールを含む 請求項６記載の電池。 - 【請求項８】 各々の前記セルモジュールは、中央開口
が設けられ、各々の前記筺体は、 対応する前記セルモジュールの前記
開口と整列した一対の孔が形成され、前記電導体手段は、前記 整列された孔と前記開口とを通
じて延在する請求項１記載の電池。 - 【請求項９】 並べて積層された前記セルモジュールを
挟持する前記整列された孔と前記開口内に配置された挟
持手段を含む請求項８記載の電池。 - 【請求項１０】 略円筒形外圧容器と、平面形状で略長方形であり、中央開口を有し、略中央に
位置する正端子と負端子とを有し、電解液を含み、前記
容器内に並べて積層された複数のセルモジュールと、 略円形の周辺端部を有し、前記セルモジュールの前記開
口と整列した一対の孔を有し、各々の前記セルモジュー
ルを囲む、密閉された剛性のプラスチックの筺体と、 平坦な本体を含み、前記容器の内面と熱伝導する外側に
長手方向に延在すると共に各々の前記筺体の前記周辺端
部と係合する周辺フランジを含み、隣接する前記セルモ
ジュール間に配置される熱伝導部材と、 前記正端子と前記負端子と を電気的回路に接続し、前記
整列した孔と前記開口とを通じて延在する電気的接続手
段と、を含む金属酸化物水素電池。 - 【請求項１１】 各々の前記筺体は、平坦な前記周辺端
部を有する一対の部材と、前記周辺端部を共に密閉する
密閉手段とで形成される請求項１０記載の電池。 - 【請求項１２】 前記部材の少なくとも１つは、各々の
セルモジュールを収容する略長方形ポケットが設けられ
る請求項１１記載の電池。 - 【請求項１３】 第一の前記部材に配置される通気手段
を含み、 前記通気手段は、 ガスの流れに対しては浸透性である
が、前記電解液の流れに対しては不浸透である請求項１
１記載の電池。 - 【請求項１４】 前記第一の部分は、前記熱伝導部材の
前記本体に隣接して配置され、前記 電池は、前記第一の部分と前記本体の間に配置され
たガス浸透可能なスペーサを含む請求項１３記載の電
池。 - 【請求項１５】 並べて積層された前記セルモジュール
を挟持する前記整列された孔と前記開口内に配置された
挟持手段を含む請求項１０記載の電池。 - 【請求項１６】 前記挟持手段は、絶縁ロッドと、前記
ロッドの少なくとも一端に配置され、前記セルモジュー
ルを前記ロッドの軸方向に付勢して前記セルモジュール
を積層して挟持する手段とを含む請求項１５記載の電
池。 - 【請求項１７】 略円筒形外圧容器と、平面形状で略長方形であり、略中央に位置する正端子と
負端子とを有し、電解液を含み、前記容器内に並べて積
層される複数のセルモジュールと、 前記容器の内面に近接した略円形の周辺端部を有し、前
記セルモジュールを収容する略長方形ポケットを有し、
各々の前記セルモジュールを囲む、密閉された剛性のプ
ラスチックの筺体と、 前記 筺体内に配置され、ガスの流れに対しては浸透性で
あるが、電解液に対しては不浸透である通気手段と、前記 セルモジュールの前記正端子と前記負端子とを電気
回路に接続する電気的接続手段と、を含む金属酸化物水
素電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US783004 | 1991-10-28 | ||
| US07/783,004 US5168017A (en) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | Metal oxide-hydrogen battery having rectangular modules in a cylindrical pressure vessel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05217606A JPH05217606A (ja) | 1993-08-27 |
| JP3354971B2 true JP3354971B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=25127887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28622092A Expired - Lifetime JP3354971B2 (ja) | 1991-10-28 | 1992-10-23 | 金属酸化物水素電池 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5168017A (ja) |
| JP (1) | JP3354971B2 (ja) |
| FR (1) | FR2683096B1 (ja) |
| GB (1) | GB2261544B (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5422196A (en) * | 1992-08-05 | 1995-06-06 | Saft America, Inc. | Pressure vessel for pressurized secondary cells and batteries |
| US5354630A (en) * | 1992-12-10 | 1994-10-11 | Comsat | Ni-H2 battery having improved thermal properties |
| US5418087A (en) * | 1993-08-04 | 1995-05-23 | Saft America, Inc. | Planar metal gas cell |
| US5389460A (en) * | 1994-03-31 | 1995-02-14 | Hughes Aircraft Company | Vibration-resistant battery having individually supported storage cells |
| US6146786A (en) * | 1998-07-20 | 2000-11-14 | Hughes Electronics Corporation | Electrochemical storage cell having a central core providing mechanical, thermal, and electrical functions |
| US8257848B2 (en) * | 2009-01-12 | 2012-09-04 | A123 Systems, Inc. | Safety venting mechanism with tearing tooth structure for batteries |
| EP2507891B1 (en) | 2009-12-04 | 2018-03-28 | A123 Systems LLC | Battery with integrated power management system and scalable battery cutoff component |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3669744A (en) * | 1971-02-25 | 1972-06-13 | Tsenter Boris I | Hermetically sealed nickel-hydrogen storage cell |
| US4189527A (en) * | 1979-01-17 | 1980-02-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Spherical heat pipe metal-hydrogen cell |
| US4327158A (en) * | 1980-08-15 | 1982-04-27 | Eic Laboratories, Inc. | Metal/gas battery |
| US4517264A (en) * | 1983-08-24 | 1985-05-14 | Eagle-Picher Industries, Inc. | Lightweight metal-hydrogen cell with improved plate stack supporting means |
| US4477540A (en) * | 1983-10-03 | 1984-10-16 | Eagle-Picher Industries, Inc. | Metal-gas cell with electrolyte reservoir |
| US4546054A (en) * | 1985-02-22 | 1985-10-08 | Eagle-Picher Industries, Inc. | Support assembly for cells of a secondary battery |
| US4689544A (en) * | 1985-10-17 | 1987-08-25 | Hughes Aircraft Company | Control of the charging of pressurized gas-metal electrical storage cells |
| US4820597A (en) * | 1987-12-11 | 1989-04-11 | Hughes Aircraft Company | Extended life nickel-hydrogen storage cell |
| US4950564A (en) * | 1988-05-02 | 1990-08-21 | Gates Energy Products, Inc. | Metal gas cell |
| US5059496A (en) * | 1989-03-23 | 1991-10-22 | Globe-Union Inc. | Nickel-hydrogen battery with oxygen and electrolyte management features |
| US4923769A (en) * | 1989-04-07 | 1990-05-08 | Globe-Union Inc. | Pressure vessel construction for a metal oxide-hydrogen battery |
| US4957830A (en) * | 1989-04-07 | 1990-09-18 | Globe-Union Inc. | Rechargeable metal oxide-hydrogen battery |
| CA2038354A1 (en) * | 1990-03-30 | 1991-10-01 | William H. Kelly | Ni-h2 battery having improved thermal properties |
-
1991
- 1991-10-28 US US07/783,004 patent/US5168017A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-10-23 JP JP28622092A patent/JP3354971B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-26 GB GB9222427A patent/GB2261544B/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-28 FR FR9212851A patent/FR2683096B1/fr not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9222427D0 (en) | 1992-12-09 |
| US5168017A (en) | 1992-12-01 |
| GB2261544A (en) | 1993-05-19 |
| FR2683096B1 (fr) | 1994-10-07 |
| GB2261544B (en) | 1995-05-10 |
| FR2683096A1 (fr) | 1993-04-30 |
| JPH05217606A (ja) | 1993-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4322484A (en) | Spiral wound electrochemical cell having high capacity | |
| JP3392445B2 (ja) | 金属酸化物水素電池 | |
| US3746580A (en) | Gas depolarizable galvanic cell | |
| JP4630058B2 (ja) | 改良された加圧板および集電体を有する燃料電池スタック | |
| US4957830A (en) | Rechargeable metal oxide-hydrogen battery | |
| JP2020510968A (ja) | バイポーラ電池及びプレート | |
| CN215955376U (zh) | 顶盖组件及电池 | |
| WO1985004526A1 (en) | Sealed battery | |
| JP4322107B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| US3607403A (en) | Self-charging battery incorporating a solid-gas battery and storage battery within a honeycomb matrix | |
| KR101416808B1 (ko) | 안전변을 갖는 케이스, 그의 제조 방법 및 그를 이용한 에너지 저장 장치 | |
| JP3354971B2 (ja) | 金属酸化物水素電池 | |
| US3377201A (en) | Spiral battery cell | |
| JP2993069B2 (ja) | 密閉形集合電池 | |
| US5173376A (en) | Metal oxide hydrogen battery having sealed cell modules with electrolyte containment and hydrogen venting | |
| JPH10106604A (ja) | 燃料電池 | |
| US4317869A (en) | Battery structure | |
| US5422196A (en) | Pressure vessel for pressurized secondary cells and batteries | |
| CN118899630A (zh) | 电池、电池制备方法、电池包及用电装置 | |
| JP3588265B2 (ja) | 筒型二次電池 | |
| JP2001015098A (ja) | 筒型二次電池 | |
| US3762956A (en) | Electrochemical cells | |
| US5173377A (en) | Apparatus for electrically connecting cell modules of a metal oxide-hydrogen battery | |
| CN224020831U (zh) | 电芯以及用电设备 | |
| US3428492A (en) | Electrode with conductive reticulate element and fuel cell therewith |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070927 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080927 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090927 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100927 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100927 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110927 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110927 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120927 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130927 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130927 Year of fee payment: 11 |