JPH04366547A - ガス減極式構成電池 - Google Patents
ガス減極式構成電池Info
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- JPH04366547A JPH04366547A JP3139883A JP13988391A JPH04366547A JP H04366547 A JPH04366547 A JP H04366547A JP 3139883 A JP3139883 A JP 3139883A JP 13988391 A JP13988391 A JP 13988391A JP H04366547 A JPH04366547 A JP H04366547A
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- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
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- H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
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- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
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- 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
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガス減極式素電池を複数
個連結して構成したガス減極式構成電池。
個連結して構成したガス減極式構成電池。
【０００２】
【従来の技術】近年、医療機器などに使用されている構
成型水銀電池は各国で使用規制が提唱されており、水銀
電池に代替する電池として、水銀使用量が少なく放電容
量が大きい特徴を有するガス減極式構成電池、特に構成
型空気電池の需要が増大している。
成型水銀電池は各国で使用規制が提唱されており、水銀
電池に代替する電池として、水銀使用量が少なく放電容
量が大きい特徴を有するガス減極式構成電池、特に構成
型空気電池の需要が増大している。
【０００３】以下に従来の構成型空気電池を図面を参照
しながら説明する。図４に従来の構成型空気電池に使用
する素電池の構成を示す。図に示すように、負極活物質
３１は亜鉛粉末を負極ケース３２内で成型して形成され
る。負極ケース３２はガスケット３３を介して正極ケー
ス３５を封口して締結されている。正極ケース３４の底
部にはセパレータ３５で負極３１から隔離されて空気極
３６が設けられ、さらに空気極３６と正極ケース３４に
接して電池内部の電解液が漏出するのを防止する撥水膜
３７と、空気孔３８から入ってくる空気を拡散する拡散
紙３９が配設されている。
しながら説明する。図４に従来の構成型空気電池に使用
する素電池の構成を示す。図に示すように、負極活物質
３１は亜鉛粉末を負極ケース３２内で成型して形成され
る。負極ケース３２はガスケット３３を介して正極ケー
ス３５を封口して締結されている。正極ケース３４の底
部にはセパレータ３５で負極３１から隔離されて空気極
３６が設けられ、さらに空気極３６と正極ケース３４に
接して電池内部の電解液が漏出するのを防止する撥水膜
３７と、空気孔３８から入ってくる空気を拡散する拡散
紙３９が配設されている。
【０００４】図５は図４の素電池複数個を連結してなる
構成型空気電池の構成を示す。図に示すように、樹脂ケ
ース４０と樹脂カバー４１とで形成されるスペース内に
素電池４２を入れ、吸液材４３とフィルター４４を素電
池４２と樹脂ケース４０の間に挟持し、内部コネクター
Ａ４４と内部コネクターＢ４６で素電池４２から＋端子
と−端子へリベット４９で連結して接続している。さら
に、樹脂ケース４０の側面には通気孔５０が設けられて
いる。このように構成した構成電池５１を図６（Ａ）に
示す袋５２に入れ、図６（Ｂ）に示すように袋５２をシ
ールしている。
構成型空気電池の構成を示す。図に示すように、樹脂ケ
ース４０と樹脂カバー４１とで形成されるスペース内に
素電池４２を入れ、吸液材４３とフィルター４４を素電
池４２と樹脂ケース４０の間に挟持し、内部コネクター
Ａ４４と内部コネクターＢ４６で素電池４２から＋端子
と−端子へリベット４９で連結して接続している。さら
に、樹脂ケース４０の側面には通気孔５０が設けられて
いる。このように構成した構成電池５１を図６（Ａ）に
示す袋５２に入れ、図６（Ｂ）に示すように袋５２をシ
ールしている。
【０００５】以上のように構成された構成型空気電池に
ついて、以下にその動作の概要を説明する。まず、素電
池４２は垂直に積層され直列に接続されており、外部端
子への導伝は２個の内部コネクターＡ４５，Ｂ４６と２
個のリベット４９と２個の端子４７，４８によって行わ
れている。また、反応活物質である空気中の酸素は、通
気孔５０から構成電池内に侵入し、フィルター４４と吸
液材４３を透過して素電池に供給される。直列に連結し
た空気電池を過放電すると、最初に放電が終了した素電
池が他の素電池によって過放電され、過放電された素電
池内でガスが発生し、空気孔から電解液が漏出する。こ
の電解液が構成電池外へ漏出するのを防止する目的で吸
液材およびフィルターが使用されている。
ついて、以下にその動作の概要を説明する。まず、素電
池４２は垂直に積層され直列に接続されており、外部端
子への導伝は２個の内部コネクターＡ４５，Ｂ４６と２
個のリベット４９と２個の端子４７，４８によって行わ
れている。また、反応活物質である空気中の酸素は、通
気孔５０から構成電池内に侵入し、フィルター４４と吸
液材４３を透過して素電池に供給される。直列に連結し
た空気電池を過放電すると、最初に放電が終了した素電
池が他の素電池によって過放電され、過放電された素電
池内でガスが発生し、空気孔から電解液が漏出する。こ
の電解液が構成電池外へ漏出するのを防止する目的で吸
液材およびフィルターが使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
の構成では以下に述べる問題があった。
の構成では以下に述べる問題があった。
【０００７】（１）素電池から外部端子に電流を取り出
すための部品点数が多く、端子４７，４８と内部コネク
ター４５，４６をリベット４９でかしめる作業が必要で
あり工程が繁雑となる。また、リベットのかしめ程度の
バラツキによって接触不良が発生するという問題を有し
ていた。
すための部品点数が多く、端子４７，４８と内部コネク
ター４５，４６をリベット４９でかしめる作業が必要で
あり工程が繁雑となる。また、リベットのかしめ程度の
バラツキによって接触不良が発生するという問題を有し
ていた。
【０００８】（２）過放電された素電池から漏出した電
解液が構成電池外に漏出するのを防止する目的でそれぞ
れ２個の吸液材４３とフィルター４４が使用されている
。このため工程が繁雑となりかつ特殊な条件下では構成
電池外まで電解液が漏出する問題があった。
解液が構成電池外に漏出するのを防止する目的でそれぞ
れ２個の吸液材４３とフィルター４４が使用されている
。このため工程が繁雑となりかつ特殊な条件下では構成
電池外まで電解液が漏出する問題があった。
【０００９】本発明はこのような課題を解決するもので
、部品点数が少なく、かつ接触不良や過放電したときの
電解液の構成電池外への漏出がない構成型空気電池を供
給することを目的とするものである。
、部品点数が少なく、かつ接触不良や過放電したときの
電解液の構成電池外への漏出がない構成型空気電池を供
給することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の構成型空気電池は、素電池から構成電池外部
への導電回路をＵ字部を設けた端子と、内部コネクター
を兼ねるコネクターとを使用して構成したものである。 また、過放電時における素電池からの電解液の漏出を防
止するために素電池の撥水膜にガーレー数１００００〜
５００００ｓの多孔性テフロン膜を使用したものである
。
に本発明の構成型空気電池は、素電池から構成電池外部
への導電回路をＵ字部を設けた端子と、内部コネクター
を兼ねるコネクターとを使用して構成したものである。 また、過放電時における素電池からの電解液の漏出を防
止するために素電池の撥水膜にガーレー数１００００〜
５００００ｓの多孔性テフロン膜を使用したものである
。
【００１１】
【作用】この構成によって、部品点数が少なく製造工程
が簡素化され、接触不良および過放電における構成電池
外への電解液の漏出がない構成型空気電池を実現するこ
とができる。
が簡素化され、接触不良および過放電における構成電池
外への電解液の漏出がない構成型空気電池を実現するこ
とができる。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図１（Ａ），（Ｂ）に本発明の構成型空気
電池の構成を示す。
ら説明する。図１（Ａ），（Ｂ）に本発明の構成型空気
電池の構成を示す。
【００１３】図１に示すように、樹脂ケース１にコネク
ターＡ２，Ｂ３をＵ字部を介して挿入し、素電池５を樹
脂ケース１内の所定の位置に置いた後、コネクターＣ４
を樹脂カバー６で素電池に圧着する。なお、樹脂ケース
１の側面には通気孔７が設けられている。また、本実施
例の構成型空気電池は素電池ＰＲ２３３０を４個直列に
連結したものを用いた。本実施例に用いる素電池は従来
例で用いた素電池の構成と同一であり、撥水膜のガーレ
ー数のみが異なっている。
ターＡ２，Ｂ３をＵ字部を介して挿入し、素電池５を樹
脂ケース１内の所定の位置に置いた後、コネクターＣ４
を樹脂カバー６で素電池に圧着する。なお、樹脂ケース
１の側面には通気孔７が設けられている。また、本実施
例の構成型空気電池は素電池ＰＲ２３３０を４個直列に
連結したものを用いた。本実施例に用いる素電池は従来
例で用いた素電池の構成と同一であり、撥水膜のガーレ
ー数のみが異なっている。
【００１４】以上のような構成の構成型空気電池の組み
立て方法を説明する。まず、樹脂ケース１に２個のコネ
クター２，３が固定され、つぎに素電池５が図１のよう
に配置される。素電池５間の接続は樹脂カバー６に固定
されたコネクターＣ４によって行われる。図２（Ａ），
（Ｂ）に本実施例の構成型空気電池の断面を示す。図２
（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ部の拡大図である。図２（Ａ）
に示すように、樹脂ケース１の底部には通気孔７から構
成電池内に侵入した空気中の酸素を素電池に供給するた
めの溝８が設けられ、さらに、素電池間に設けられた素
電池の空気孔に酸素を安定に供給するための素電池の正
極ケースに正極ケース凸部９が設けられている。
立て方法を説明する。まず、樹脂ケース１に２個のコネ
クター２，３が固定され、つぎに素電池５が図１のよう
に配置される。素電池５間の接続は樹脂カバー６に固定
されたコネクターＣ４によって行われる。図２（Ａ），
（Ｂ）に本実施例の構成型空気電池の断面を示す。図２
（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ部の拡大図である。図２（Ａ）
に示すように、樹脂ケース１の底部には通気孔７から構
成電池内に侵入した空気中の酸素を素電池に供給するた
めの溝８が設けられ、さらに、素電池間に設けられた素
電池の空気孔に酸素を安定に供給するための素電池の正
極ケースに正極ケース凸部９が設けられている。
【００１５】本実施例における部品点数，工数および接
触不良の発生頻度を従来例との比較で表１に示した。
触不良の発生頻度を従来例との比較で表１に示した。
【００１６】
【表１】
【００１７】なお、表１の部品点数とは素電池を除いた
ものである、また工数は従来例を１００として表現した
。
ものである、また工数は従来例を１００として表現した
。
【００１８】表１より、明らかなように本実施例は部品
点数が少なく構成が容易であり、接触不良が皆無である
ことがわかる。
点数が少なく構成が容易であり、接触不良が皆無である
ことがわかる。
【００１９】つぎに、図２に示した溝部の深さＡを変え
て放電に必要な酸素を安定に素電池に供給するための深
さの検討を行った。その結果を表２に示した。評価は、
放電負荷４００Ω，温度２３℃の条件で電池を放電して
行った。
て放電に必要な酸素を安定に素電池に供給するための深
さの検討を行った。その結果を表２に示した。評価は、
放電負荷４００Ω，温度２３℃の条件で電池を放電して
行った。
【００２０】
【表２】
【００２１】表２から明らかなように、溝深さが０〜０
．０５ｍｍでは放電に必要な酸素が十分に素電池に供給
されないために放電電圧が低くなる。溝深さが０．１ｍ
ｍ以上では十分な酸素が供給されるので放電電圧が安定
することがわかる。以上の結果より、溝部の深さは０．
１ｍｍ以上必要であることがわかる。同様に正極ケース
凸部９の高さを検討した。溝部深さと同様に０．１ｍｍ
以上の高さの凹部を３ヵ所以上設けることにより、十分
な酸素が供給されることがわかった。
．０５ｍｍでは放電に必要な酸素が十分に素電池に供給
されないために放電電圧が低くなる。溝深さが０．１ｍ
ｍ以上では十分な酸素が供給されるので放電電圧が安定
することがわかる。以上の結果より、溝部の深さは０．
１ｍｍ以上必要であることがわかる。同様に正極ケース
凸部９の高さを検討した。溝部深さと同様に０．１ｍｍ
以上の高さの凹部を３ヵ所以上設けることにより、十分
な酸素が供給されることがわかった。
【００２２】本発明の構成型空気電池は未使用時は図６
（Ａ），（Ｂ）に示すように袋５２に入れて保存する。 図３に一般的な袋材の構成を示す。図に示すように、袋
材は表面保護のためのポリエチレン（ＰＥ）層１０、ガ
ラスバリアー性を確保するためのアルミ箔で形成した金
属層１１、ポリエチレン（ＰＥ）層１２、熱溶着のため
の層１３の４層で構成されている。
（Ａ），（Ｂ）に示すように袋５２に入れて保存する。 図３に一般的な袋材の構成を示す。図に示すように、袋
材は表面保護のためのポリエチレン（ＰＥ）層１０、ガ
ラスバリアー性を確保するためのアルミ箔で形成した金
属層１１、ポリエチレン（ＰＥ）層１２、熱溶着のため
の層１３の４層で構成されている。
【００２３】アルミ層の厚みを変えて構成型空気電池を
保存し、保存性と厚みの関係を検討した。その結果を表
３に示した。なおテスト数は、ｎ：５で実施した。評価
は、保存条件６０℃２０日、放電条件４００Ω，２３℃
、終止電圧３．６Ｖの条件で行った。
保存し、保存性と厚みの関係を検討した。その結果を表
３に示した。なおテスト数は、ｎ：５で実施した。評価
は、保存条件６０℃２０日、放電条件４００Ω，２３℃
、終止電圧３．６Ｖの条件で行った。
【００２４】
【表３】
【００２５】表３から明らかなように、アルミ層厚みが
５μｍ以上で保存後も保存前と同等の放電性能を示し十
分な保存性能を有していることがわかる。
５μｍ以上で保存後も保存前と同等の放電性能を示し十
分な保存性能を有していることがわかる。
【００２６】つぎに、素電池の撥水膜のガーレー数を変
えて過放電における漏液状態を評価した。なお、従来は
素電池の撥水膜にガーレー数２０００ｓ程度のものが使
用されていた。評価条件は下記の通りである。なおテス
ト数はｎ：１０で実施した。表４に評価結果を示した。
えて過放電における漏液状態を評価した。なお、従来は
素電池の撥水膜にガーレー数２０００ｓ程度のものが使
用されていた。評価条件は下記の通りである。なおテス
ト数はｎ：１０で実施した。表４に評価結果を示した。
【００２７】素電池；ＰＲ２３３０
直列数；４直
放電および過放電負荷；４００Ω
過放電期間；１週間
【００２８】
【表４】
【００２９】表４より明らかなように素電池の撥水膜に
ガーレー数１００００ｓ以上の多孔性ポリ四フッ化エチ
レン膜を使用することによって過放電後の漏液を防止す
ることが可能となる。しかし、５００００ｓを越える撥
水膜を使用すると放電に必要な酸素を素電池内に取り入
れることができなくなる。以上の結果より、構成型空気
電池の素電池に使用する撥水膜のガーレー数は１０００
０〜５００００ｓが適当である。
ガーレー数１００００ｓ以上の多孔性ポリ四フッ化エチ
レン膜を使用することによって過放電後の漏液を防止す
ることが可能となる。しかし、５００００ｓを越える撥
水膜を使用すると放電に必要な酸素を素電池内に取り入
れることができなくなる。以上の結果より、構成型空気
電池の素電池に使用する撥水膜のガーレー数は１０００
０〜５００００ｓが適当である。
【００３０】
【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に本発明によれば、Ｕ字部を設けたコネクターを使用し
、かつ素電池の撥水膜にガーレー数１００００ｓ〜５０
０００ｓの多孔性テフロン膜を使用することによって部
品点数が少なく組立工程が容易であり、かつ接触不良や
過放電後の漏液のない構成型空気電池を実現できる。
に本発明によれば、Ｕ字部を設けたコネクターを使用し
、かつ素電池の撥水膜にガーレー数１００００ｓ〜５０
０００ｓの多孔性テフロン膜を使用することによって部
品点数が少なく組立工程が容易であり、かつ接触不良や
過放電後の漏液のない構成型空気電池を実現できる。
【００３１】なお、本実施例では空気電池について説明
したが、他のガス減極剤を用いた電池の場合にも同様の
効果が得られる。
したが、他のガス減極剤を用いた電池の場合にも同様の
効果が得られる。
【図１】（Ａ）は本発明の一実施例の構成型空気電池の
構成部品の分解斜視図 （Ｂ）は同素電池収納状態を示す斜視図
構成部品の分解斜視図 （Ｂ）は同素電池収納状態を示す斜視図
【図２】（Ａ）
は同構成型空気電池の断面図（Ｂ）は同要部拡大断面図
は同構成型空気電池の断面図（Ｂ）は同要部拡大断面図
【図３】構成型空気電池用袋材の断面図
【図４】従来の
構成型空気電池用素電池の断面図
構成型空気電池用素電池の断面図
【図５】（Ａ）は同構
成型空気電池の正面断面図（Ｂ）は同構成型空気電池の
側面図
成型空気電池の正面断面図（Ｂ）は同構成型空気電池の
側面図
【図６】（Ａ）は同保存袋に構成型空気電池を収納する
工程を示す斜視図 （Ｂ）は同保存袋に構成型空気電池を収納した状態を示
す斜視図
工程を示す斜視図 （Ｂ）は同保存袋に構成型空気電池を収納した状態を示
す斜視図
１ 樹脂ケース
２ コネクターＡ
３ コネクターＢ
４ コネクターＣ
５ 素電池
６ 樹脂カバー
７ 通気孔
８ 溝
９ 正極ケース凸部
１０ ＰＥ層
１１ 金属層
１２ ＰＥ層
１３ 熱溶着層
Claims (8)
- 【請求項１】複数のガス減極式電気化学素電池から成り
、前記素電池が極性の異なる第１と第２の電極を備え、
これら複数の前記素電池が第１の次元にそって電気的に
直列に積層されており、前記複数の素電池を収納する樹
脂ケースはその内部への通気手段を備えると共に、前記
の第１の次元と直交する第１と第２の壁を備えており、
前記素電池の最初の素電池の第１の電極および最後の素
電池の第２の電極が第１の壁に面しかつ前記素電池のｎ
番目の第２の電極およびｎ＋１番目の第１の電極が第２
の壁に面するようにハウジング内に収納されており、前
記樹脂ケース内には第１，第２および第３の導電性コネ
クターが設けられており、第１のコネクターは前記第１
の素電池の第１の電極と電気的に接続された第１の端末
手段と前記第１の壁に垂直な第３の壁を通過してハウジ
ング外部まで伸び外部端子を兼ねる第２の端末手段を含
み、第２のコネクターは最後の素電池の第２の電極と電
気的に接続された第１の端末手段と前記第３の壁を通過
してハウジング外部まで伸び外部端子を兼ねる第２の端
末手段を含み、第３のコネクターは前記ｎ番目の素電池
の第２の電極と電気的に接続される第１の端末手段と前
記ｎ＋１番目の素電池の第１の電極と電気的に接続され
る第２の端末手段を含んでなるガス減極式構成電池。 - 【請求項２】ガス減極式構成電池において第１および第
２のコネクターにＵ字部を設け、第３の壁に固定してな
る請求項１記載のガス減極式構成電池。 - 【請求項３】ガス減極式構成電池において第１および第
２の壁に深さ０．１ｍｍを下限とする溝を設けてなる請
求項１記載のガス減極式構成電池。 - 【請求項４】ガス減極式構成電池において素電池の第１
の電極または第２の電極表面に少なくても一方に高さ０
．１ｍｍを下限とする凸部を設けた請求項１記載のガス
減極式構成電池。 - 【請求項５】ガス減極式構成電池において、凸部が３ヵ
所以上である請求項４記載のガス減極式構成電池。 - 【請求項６】ガス減極式構成電池全体が気密容器内に収
納されている請求項１記載のガス減極式構成電池。 - 【請求項７】ガス減極式構成電池において気密容器がガ
ス非透過性の金属で被覆した高分子フィルムであり、か
つ金属層の厚みが５μｍを下限とする請求項６記載のガ
ス減極式構成電池。 - 【請求項８】ガス減極式構成電池において素電池の撥水
膜にガーレー数１００００〜５００００ｓの多孔性ポリ
四フッ化エチレンフィルムを使用したガス減極式構成電
池。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3139883A JPH04366547A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | ガス減極式構成電池 |
| US07/863,127 US5242763A (en) | 1991-06-12 | 1992-04-03 | Battery pack and its packaging method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3139883A JPH04366547A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | ガス減極式構成電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04366547A true JPH04366547A (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=15255806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3139883A Pending JPH04366547A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | ガス減極式構成電池 |
Country Status (2)
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