JPH0433647Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本考案は、金属−ハロゲン（例えば亜鉛−臭
素）電解液循環型積層二次電池の枠付隔膜、即ち
絶縁枠付隔膜に関するもので、更に詳しく言えば
隔膜部と枠部の融合部分の形状を改良したことに
より同部分の強度を向上させた枠付隔膜に関する
ものである。

Ｂ 考案の概要 本考案は、多孔質プラスチツクからなる隔膜部
材の外周にプラスチツクからなる枠部を一体成形
してなり、前記外周の隔膜部材と枠部との境界部
のうち、上下辺部にマイクロチヤンネル部が設け
られている積層電池用枠付隔膜であり、積層電池
での使用に耐え得るよう前記隔膜部材と枠部材と
の融合部の強度を向上させるため、前記マイクロ
チヤンネル部と前記隔膜部材との境界部に、巾α₁
の凸状融合部を設け、該凸状融合部は、前記隔膜
部材の先端と前記巾α₁より小さい寸法ｌでオーバ
ーラツプして前記枠部材に挟み込まれた状態で一
体成型してなるものとした。さらに前記マイクロ
チヤンネル部のうち最も隔膜部材側の突出部を、
その頂点部を含む一部で前記凸状融合部に重なつ
た状態で前記融合部に沿つて所定間隔で配列され
た複数の略三角柱状突出部からなるものとした。

Ｃ 従来の技術 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、隔膜によつて区画された
正、負極室内に夫々正、負極が配置されている。
前記両極室に夫々電解液が循環させられた状態
で、充電時には負極においてZn⁺⁺＋2e^-→Zn、正
極において2Br^-→Br₂＋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。

したがつて、各電極及び隔膜を形成する材質
は、先ず活物質に対し腐食等の恐れのないもので
なければならない。隔膜については、さらにエネ
ルギー効率が低下しない且つ低コストであるもの
を考慮した結果、微細多孔質膜を用いるのが好ま
しいとされている。斯かる観点から、従来より隔
膜の材質として活物質のハロゲンに耐食性を有す
るポリエチレン、ポリプロピレン等にシリカ等の
無機物を添加してなる多孔質部材が用いられてお
り、枠部の材質としては活物質に耐食性を有し、
かつ前記隔膜と融合し得る同材質系のポリエチレ
ン、ポリプロピレンが用いられている。

第６図に、この種の積層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型積層二
次電池の構成を示す。図中の符号１は締付端板、
２は積層端板、３は集電メツシユ１３を備えた集
電電極、４は中央部にスペーサメツシユを備えた
パツキング、５は中央部の隔膜１０と一体成形さ
れた絶縁枠５′を有する枠付隔膜である。絶縁枠
５′には正極液マニホールド７と負極液マニホー
ルド８が夫々穿設され、この正極マニホールド７
と前記隔膜１０との間にマイクロチヤンネル９が
形成されている。６は中央部の電極１２と一体成
形された絶縁枠６′を有する枠付中間電極であつ
て、このようなバイポーラの中間電極が複数枚
夫々の間に前記パツキング４及び枠付隔膜５を介
在させて積層電池を構成する。１４は締付用ボル
トを挿通する孔であり、ここに締付ボルトを通
し、ナツトを締めることにより上記構成部が一体
化されて積層電池となる。

併して、従来の枠付隔膜５は、多孔質プラスチ
ツクからなる隔膜部材を予め金型内にインサート
し、更に枠形成部材もインサートし、ヒートプレ
ス法によつて一体成形していたが、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生
じ、四隅が最小厚さとなつてしまうという欠点が
あつた。そこで、これの改良法として、金型内に
隔膜部材をインサートしたのち枠部を形成するプ
ラスチツク材料を金型内へインジエクシヨンモー
ルド法により圧入する方法がとられていた。

第４図は、このインジエクシヨンモールド法に
よつて形成されるマイクロチヤンネル（以下、
MCという）付枠付隔膜で、隔膜部面積1600cm²の
ものの平面図である。第５図は第４図の枠付隔膜
を形成するための金型キャビテイの要部断面図で
あり、第４図のＡ−Ａに相当する部分を拡大して
示したものである。図中の符号１５は正負極室側
を形成する金型、１５″は枠部を形成するキヤビ
テイ、１６″はMCの塀状突出部１６を形成する
キヤビテイ、１７″は長円状突出部１７を形成す
るキヤビテイである。１６′，１７′は夫々MCの
底面を同一平面上に形成する。１０は金型１５内
に予めインサートされた隔膜部材を示す。ここ
で、MCのキヤビテイ１６′による塀状突出部及
びMCのキヤビテイ１７″による長円形突出部の
MC底面１６′，１７′からの高さが夫々同一でｈ
とすると、l₁部の段付部高さは1/2ｈとなつてい
る。又、第４図のMC部に点で示されているのは
全て柱状突出部であり、成形品の柱状突出部の高
さは上記と同様ｈである。そして上記MCの形状
寸法は、正負極液の極室での流れが電極表面で均
一流になるよう設定されている。

Ｄ 考案が解決しようとする課題 このような従来の金型では、隔膜部材１０とイ
ンジエクシヨンモールド法により圧入成形される
と枠部との融合部分において、双方の樹脂の完全
融合が困難であるという問題があつた。これを第
５図を用いて説明する。従来、前記融合部分の隔
膜部材１０と枠部樹脂との融合オーバーラツプ部
分での枠部樹脂の片側肉厚は溝巾l₁（２mm）の範
囲で約0.4mmであり、l₂の範囲ではMCの底面１
７′を形成するため片側肉厚は更に薄く約0.2mmで
ある。また、正負極電解液の流れを考慮すると、
単にl₁部における枠部樹脂の肉厚をこれ以上増す
ことは不都合である。オーバーラツプ部分の寸法
ｌが図５に示すようにｌ≧l₁である場合、片側肉
厚を前述のように非常に小さく設定しているた
め、枠部樹脂の充填性が極めて悪い。

また、ｌ≦０の場合は隔膜部材と枠部樹脂とは
突合せ接融合となり、その界面強度は非常に小さ
く実用不可能なものとなる。従つて、オーバーラ
ツプ寸法ｌは０＜ｌ＜l₁でなければならず、イン
サート位置決めの際の僅かなずれによつて成形不
良が生じていた。

しかしながら、たとえオーバーラツプ寸法ｌが
０＜ｌ＜l₁の範囲内であつても、隔膜部材１０が
予めインサートしてあると溝巾l₁の全体に亘り枠
部樹脂の充填性は非常に悪かつた。

以上のように、従来の枠付隔膜は成形後の隔膜
部と枠部との間の強度不足のため、例えば1KW
以上の積層電池（隔膜部面積1600cm²）には使用す
ることができない等の問題があつた。

本考案の目的は、上記問題を解消し、枠付隔膜
の隔膜部と枠部の強度向上を図り、1KW以上の
積層電池として十分使用に耐え得るものを提供す
ることにある。

Ｅ 課題を解決するための手段 本願考案は、上記目的達成のため、多孔質プラ
スチツクからなる隔膜部材の外周にプラスチツク
からなる枠部を一体成形してなり、前記枠部の隔
膜部材との境界部にマイクロチヤンネル部が設け
られている積層電池用枠付隔膜において、 前記マイクロチヤンネル部と前記隔膜部材との
境界部に沿つてα₁の凸状融合部を有し、該凸状融
合部は、前記隔膜部材の先端を前記巾α₁より小さ
い寸法ｌでオーバーラツプするように挟み込んだ
状態で前記枠部材に一体成型されてなり、さら
に、前記マイクロチヤンネル部のうち最も隔膜部
材側の突出部が、その頂点部を含む一部で前記凸
状融合部に重なつた状態で前記融合部に沿つて所
定間隔で配列された複数の略三角柱状突出部から
なるものとした。

Ｆ 作用 本考案の要旨とするところは、多孔質プラスチ
ツクからなる隔膜部材の外周にプラスチツクから
なる枠部を一体成型してなり、該枠部の隔膜部と
の境界部にマイクロチヤンネルが設けられている
枠付隔膜において、マイクロチヤンネル部が設け
られている側の隔膜部材と枠部材との境界部に形
成される凸状融合部の巾を、隔膜部材と枠部の実
際のオーバーラツプ部の巾より大きくし、マイク
ロチヤンネルを構成している最も隔膜部材側の突
出部を略三角柱状突出部とし、該略三角柱状突出
部をその頂点が前記凸状融合部に重なるよう、前
記凸状融合部に沿つて略三角柱状突出部を複数個
形成した積層電池用枠付隔膜である。本考案は、
上記構成によつて、隔膜部材と枠部樹脂とが適当
な重なり部分を持つて完全融合され、従来になく
融合部の強度を向上させることができるものであ
る。従つて、この枠付隔膜は、例えば1KW以上
の積層電池用としても使用に耐え得るものであ
る。

Ｇ 実施例 以下に、本考案を実施例に基いて詳細に説明す
る。

第１図は本考案の一実施例で用いる金型によつ
て形成される枠付隔膜の平面図あり、第２図は第
１図に示した枠付隔膜を形成するための金型キヤ
ビテイの要部拡大断面図で第１図のＢ−Ｂに相当
する部分である。図中符号１５は正負極室側を形
成する金型で、１５″は枠部を形成するキヤビテ
イ、１６″はMCの塀状突出部１６を形成するキ
ヤビテイ、１８′は略三角形柱状突出部１８を形
成するキヤビテイ、２０′はα₁部を形成するキヤ
ビテイである。１０は金型１５内に予めインサー
トされた隔膜部材を示し、この隔膜部材の厚さは
0.6〜1.2mmである。又、本考案の成形品の各MC
突出部の高さは従来品と同様ｈであり、α₁部の段
付部高さは1/2ｈである。

本実施例においては、凸状に形成される融合部
分に対応して金型の溝巾α₁を従来の２倍MC方向
に拡巾してα₁＝４mmとした。さらに、従来長円状
であつた最も隔膜側のMCの突出部を略三角形柱
状とし、この突出部が頂点１８″方向に前記溝巾
α₁部分とα₂＝１〜２mm以上の巾でオーバーラツプ
するようにした。

以上のような改良の結果、インサートされた隔
膜部材１０の位置決めが極めて容易になり、位置
決め不良に起因する成形不良がほぼ皆無となっ
た。また、第３図に矢印で示す如く、樹脂の流れ
に対し金型の三角柱状MC形成用キャビテイの頂
点がα₁部形成用溝への局部的ノズル効果を示すと
共に、従来のような狭隘部がなくなるので、細部
に亘つて樹脂の充填が行なわれる。さらに、三角
柱状MC突出部のインサート隔膜部に対する融合
オーバーラツプ部分α₂の範囲では、枠部の片側肉
厚が従来より厚くなり、隔膜部材１０とMC側枠
部樹脂との密着強度が極めて高いものとなつた。
このように、本実施例の枠付隔膜では、隔膜部材
１０とインジエクシヨンモールド法により圧入成
形されるMC側枠部材との融合部分において、双
方の樹脂の完全融合が可能となる。

なお、この枠付隔膜を積層電池として使用する
上で、溝巾拡巾による悪影響は見られず、従来の
長円柱状MC突出部を略三角柱状としたことによ
り、整流効果が増加することが確認された。

Ｈ 考案の効果 本考案は以上説明したとおり、枠部樹脂と隔膜
との融合部分に形成される凸状融合部の巾をオー
バーラツプ部の巾より大きく且つ従来品の約２倍
としたため、インサート隔膜部材の位置決めが極
めて容易となり、該位置決めの不良による成形不
良が皆無となつた また、最内側のMC突出部の形状を略三角柱状
とし、該突出部の頂点が凸状融合部部とオーバー
ラツプするよう設けたので、枠部樹脂の細部に亘
り充填性が向上すると共に、インサートした隔膜
部材と枠部材との融合重なり部分における枠部肉
厚が前記オーバーラツプにより厚くなり、枠部と
隔膜部材との密着強度が向上した。

さらに、本考案による枠付隔膜の使用において
は、最内側のMC突出部を略三角柱状としたこと
によつて電解液のより高い整流効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による枠付隔膜の平面図、第２
図は第１図に示す枠付隔膜を形成するための金型
のＢ−Ｂに相当する部分の拡大断面図、第図３は
本考案における最内側のMC突出部形成キヤビテ
イの一部平面図である。第４図は従来の枠付隔膜
の平面図、第５図は第４図に示す枠付隔膜を形成
するための金型のＡ−Ａに相当する部分の拡大断
面図である。 １……締付端板、２……積層端板、３……集電
電極、４……パツキング、５……枠付隔膜、５′
……絶縁枠、６……枠付電極、６′……絶縁枠、
７……正極液マニホールド、８……負極液マニホ
ールド、９……マイクロチヤンネル、１０……隔
膜、１１……スペーサーメツシユ、１２……電
極、１３……集電メツシユ、１４……締付ボルト
孔、１５……金型、１５″……枠形成用キヤビテ
イ、１６……塀状マイクロチヤンネル突出部、１
６″……掘状マイクロチヤンネル突出部形成用キ
ヤビテイ、１８……略三角柱状マイクロチヤンネ
ル突出部、１８′……略三角柱状マイクロチヤン
ネル突出部形成用キヤビテイ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 多孔質プラスチツクからなる隔膜部材の外周に
   プラスチツクからなる枠部を一体成形してなり、
   前記枠部の隔膜部材との境界部にマイクロチヤン
   ネル部が設けられている積層電池用枠付隔膜にお
   いて、 前記マイクロチヤンネル部と前記隔膜部材との
   境界部に沿つて巾α₁の凸状融合部を有し、該凸状
   融合部は、前記隔膜部材の先端を前記巾α₁より小
   さい寸法ｌでオーバーラツプするように挟み込ん
   だ状態で一前記枠部材に体成型されてなり、さら
   に、前記マイクロチヤンネル部のうち最も隔膜部
   材側の突出部が、その頂点部を含む一部で前記凸
   状融合部に重なつた状態で前記融合部に沿つて所
   定間隔で配列された複数の略三角柱状突出部から
   なることを特徴とする積層電池用枠付隔膜。