JPH05135807A - 積層電池の製造方法 - Google Patents
積層電池の製造方法Info
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- JPH05135807A JPH05135807A JP3297516A JP29751691A JPH05135807A JP H05135807 A JPH05135807 A JP H05135807A JP 3297516 A JP3297516 A JP 3297516A JP 29751691 A JP29751691 A JP 29751691A JP H05135807 A JPH05135807 A JP H05135807A
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- Japan
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- frame
- separator
- welding
- battery
- electrode
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Hybrid Cells (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電極板およびセパレータ板の枠部分を熱溶着
して電池を製造する際、所要の溶着力を確保しつつ且つ
溶着に必要なスペースを削減し電池の大きさ、重さを小
さくする。 【構成】 中間電極フレーム８ｂ上、およびセパレータ
フレーム１２上に形成する溶着リブ１７，１８の断面形
状を三角形として、リブ断面積合計を小さくし、これに
合わせてリブ逃げ溝の断面積合計を小さくし、溶着リブ
１７，１８を加熱溶融するとともに圧着一体化する。
して電池を製造する際、所要の溶着力を確保しつつ且つ
溶着に必要なスペースを削減し電池の大きさ、重さを小
さくする。 【構成】 中間電極フレーム８ｂ上、およびセパレータ
フレーム１２上に形成する溶着リブ１７，１８の断面形
状を三角形として、リブ断面積合計を小さくし、これに
合わせてリブ逃げ溝の断面積合計を小さくし、溶着リブ
１７，１８を加熱溶融するとともに圧着一体化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、導電性部材の外周に
合成樹脂の絶縁枠体を形成した電極板、セパレータの外
周に合成樹脂の枠体を形成したセパレータ板などの電池
構成部材の枠体部材を相互に溶着一体化する積層電池の
製造方法に関する。
合成樹脂の絶縁枠体を形成した電極板、セパレータの外
周に合成樹脂の枠体を形成したセパレータ板などの電池
構成部材の枠体部材を相互に溶着一体化する積層電池の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、電池電力貯蔵システムの開発が促
進されており、その一環として亜鉛臭素電池，亜鉛塩素
電池，レドックスフロー電池等が開発されている。これ
らは、高い電圧を取り出すため、電気的直列積層構成を
採っている。亜鉛臭素電池を例にとって、その構成概略
を説明する。亜鉛臭素電池の本体は、図２に示すように
電極をバイポーラ形とし、これを積層して電気的に直列
で構成されている。図２において、６は絶縁性の枠体が
セパレータの外周に一体に形成されたセパレータ板、８
は絶縁枠体が導電性部材の外周に一体に形成されたバイ
ポーラ形の電極板である。この電極板８の間にセパレー
タ板６を挾んで両側にスペーサメッシュ７およびパッキ
ン５を重ねて、単セルを構成し、この単セルを複数、例
えば、３０セル積層し、最後に両端に夫々、集電電極
３，積層端板２及び締付端板１を重ねて、ボルトおよび
ナットで締めつけて一体に構成している。
進されており、その一環として亜鉛臭素電池，亜鉛塩素
電池，レドックスフロー電池等が開発されている。これ
らは、高い電圧を取り出すため、電気的直列積層構成を
採っている。亜鉛臭素電池を例にとって、その構成概略
を説明する。亜鉛臭素電池の本体は、図２に示すように
電極をバイポーラ形とし、これを積層して電気的に直列
で構成されている。図２において、６は絶縁性の枠体が
セパレータの外周に一体に形成されたセパレータ板、８
は絶縁枠体が導電性部材の外周に一体に形成されたバイ
ポーラ形の電極板である。この電極板８の間にセパレー
タ板６を挾んで両側にスペーサメッシュ７およびパッキ
ン５を重ねて、単セルを構成し、この単セルを複数、例
えば、３０セル積層し、最後に両端に夫々、集電電極
３，積層端板２及び締付端板１を重ねて、ボルトおよび
ナットで締めつけて一体に構成している。
【０００３】このように構成した電池本体内に、電解液
は電極板８，セパレータ板６の枠体およびパッキン５の
四隅角部に形成した正極マニホールド９と負極マニホー
ルド１０、さらにチャンネル１３，マイクロチャンネル
の電解液流路を介して流入流出する。
は電極板８，セパレータ板６の枠体およびパッキン５の
四隅角部に形成した正極マニホールド９と負極マニホー
ルド１０、さらにチャンネル１３，マイクロチャンネル
の電解液流路を介して流入流出する。
【０００４】電極板８の導電性部材はプラスチックにカ
ーボンなどの導電性物質を混練して形成したカーボンプ
ラスチック製薄板から形成され、セパレータ板６のセパ
レータ部分は微細多孔質膜より成り、電極板８およびセ
パレータ板６の枠体はポリエチレンなどのポリオレフィ
ン系樹脂から構成されている。
ーボンなどの導電性物質を混練して形成したカーボンプ
ラスチック製薄板から形成され、セパレータ板６のセパ
レータ部分は微細多孔質膜より成り、電極板８およびセ
パレータ板６の枠体はポリエチレンなどのポリオレフィ
ン系樹脂から構成されている。
【０００５】上述のように従来の積層電池は、積層電池
の両端から締付けて各電極板およびセパレータ板の枠体
等を圧接して、各単セルおよび電解液流路を形成してい
るので、各セルに電解液を供給する際積層合わせ面から
電解液が漏れる（シール不良）問題点がある。それを防
止するため次のようなシール方法が採用されてきた。
の両端から締付けて各電極板およびセパレータ板の枠体
等を圧接して、各単セルおよび電解液流路を形成してい
るので、各セルに電解液を供給する際積層合わせ面から
電解液が漏れる（シール不良）問題点がある。それを防
止するため次のようなシール方法が採用されてきた。
【０００６】溶着法……熱板溶着、振動溶着。 圧着法（ボルト締め）……バネ、皿バネ、パッキン、シ
ール剤。 溶着法はフレームとフレームを物理的に溶かして着ける
方法で、圧着法は機械的に外部から力を加えることによ
って漏れを防ぐ方法である。
ール剤。 溶着法はフレームとフレームを物理的に溶かして着ける
方法で、圧着法は機械的に外部から力を加えることによ
って漏れを防ぐ方法である。
【０００７】圧着法は簡単ではあるが、樹脂、ゴムのク
リープにより長期間（１年以上）の信頼性に劣る。一方
溶着法はそういう意味での信頼性はフレームの樹脂と樹
脂が完全に溶けあった場合は非常に高い。その中でも熱
板溶着は多数積層する場合振動溶着に比べ溶着性能が勝
る。振動溶着は多数積層した時振動が伝搬しにくくなる
ことが原因である。
リープにより長期間（１年以上）の信頼性に劣る。一方
溶着法はそういう意味での信頼性はフレームの樹脂と樹
脂が完全に溶けあった場合は非常に高い。その中でも熱
板溶着は多数積層する場合振動溶着に比べ溶着性能が勝
る。振動溶着は多数積層した時振動が伝搬しにくくなる
ことが原因である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】熱板溶着の要素は図３
に示されるように溶着リブ１４，１５とリブ逃げ溝１６
から構成される。基本的にセパレータフレーム１２と中
間電極フレーム８ｂのリブ１４，１５が熱板（図示省
略）によって溶かされその状態で圧着し、溶けた樹脂ど
うしが絡み合ってリブ逃げ溝１６に入り込む。図３にお
いて１３は電解液流路のチャンネルである。
に示されるように溶着リブ１４，１５とリブ逃げ溝１６
から構成される。基本的にセパレータフレーム１２と中
間電極フレーム８ｂのリブ１４，１５が熱板（図示省
略）によって溶かされその状態で圧着し、溶けた樹脂ど
うしが絡み合ってリブ逃げ溝１６に入り込む。図３にお
いて１３は電解液流路のチャンネルである。
【０００９】図３に示されるようにリブ逃げ溝１６の断
面積（斜線部）がリブ１４，１５の断面積に比べて小さ
い場合は樹脂が入り込む場所が無くなり、フレーム８
ｂ，１２間に隙間が開く。つまり所定の厚みに電池が納
まらなくなる。尚両方のリブ１４，１５を合わせた断面
積は３００×１０-2ｍｍ2、溝１６の断面積は合わせて
１００×１０-2ｍｍ2である。
面積（斜線部）がリブ１４，１５の断面積に比べて小さ
い場合は樹脂が入り込む場所が無くなり、フレーム８
ｂ，１２間に隙間が開く。つまり所定の厚みに電池が納
まらなくなる。尚両方のリブ１４，１５を合わせた断面
積は３００×１０-2ｍｍ2、溝１６の断面積は合わせて
１００×１０-2ｍｍ2である。
【００１０】一方図４の斜線部に示されるように溝断面
積が十分に大きい場合は溶着した時に出るバリは全て溝
１６に収められフレーム間ギャップ０で電池を構成する
ことができる。尚図４におけるリブ断面積は２４０×１
０-2ｍｍ2、溝断面積は２５０×１０-2ｍｍ2である。し
かし図３のようにチャンネル１３と溶着リブ１４の間の
距離が短い場合は図４のように溝幅を十分にとることが
できない。即ち仮に図３の破線部変更後に示す数値のよ
うにリブ断面積合計を２４０×１０-2ｍｍ2に下げ、溝
断面積合計を２８０×１０-2ｍｍ2に広げたとすると、
チャンネル１３とリブ逃げ溝１６の間の距離が０．５ｍ
ｍとなってしまい、金型加工上、フレーム成形上不可能
となる。
積が十分に大きい場合は溶着した時に出るバリは全て溝
１６に収められフレーム間ギャップ０で電池を構成する
ことができる。尚図４におけるリブ断面積は２４０×１
０-2ｍｍ2、溝断面積は２５０×１０-2ｍｍ2である。し
かし図３のようにチャンネル１３と溶着リブ１４の間の
距離が短い場合は図４のように溝幅を十分にとることが
できない。即ち仮に図３の破線部変更後に示す数値のよ
うにリブ断面積合計を２４０×１０-2ｍｍ2に下げ、溝
断面積合計を２８０×１０-2ｍｍ2に広げたとすると、
チャンネル１３とリブ逃げ溝１６の間の距離が０．５ｍ
ｍとなってしまい、金型加工上、フレーム成形上不可能
となる。
【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、溶着リブの断面積および溝断面積を大幅に
削減しても所要の溶着力を確保することができ、これに
よって電池の大きさ、重さを小さくすることができる積
層電池の製造方法を提供することにある。
その目的は、溶着リブの断面積および溝断面積を大幅に
削減しても所要の溶着力を確保することができ、これに
よって電池の大きさ、重さを小さくすることができる積
層電池の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、平板状の電極
板とセパレータ板とを交互に積層し、一体化して成る積
層電池の製造方法において、前記電極板を、矩形平板状
の電極と、該電極の外周縁部に一体に形成された合成樹
脂の絶縁枠体と、前記電極の外周縁部に沿って前記絶縁
枠体上に形成され、三角形又は台形の断面形状を有する
溶着リブとで形成し、前記セパレータ板を、矩形平板状
のセパレータと、該セパレータの外周縁部に一体に形成
された合成樹脂の枠体と、該枠体の対向する一方の両辺
に各々設けた一対の電解液流路と、前記電解液流路の外
側でかつ前記セパレータの外周縁部に沿って、前記枠体
上に形成された三角形又は台形の断面形状を有する溶着
リブと、前記枠体の溶着リブの両側に接して、前記枠体
に形成された逃げ溝とで形成し、前記電極板の間に、前
記セパレータ板を挾んで該電極板を複数積層し且つ、相
対向する各電極板およびセパレータ板の溶着リブを加熱
溶融すると共に、圧着一体化して、前記電極と絶縁枠体
と枠体とで囲まれ、且つ前記セパレータで二つに区分さ
れた部分に電池反応室を形成し、該電池反応室内に、電
解液を前記枠体に形成した電解液流路を介して、循環し
たことを特徴としている。
板とセパレータ板とを交互に積層し、一体化して成る積
層電池の製造方法において、前記電極板を、矩形平板状
の電極と、該電極の外周縁部に一体に形成された合成樹
脂の絶縁枠体と、前記電極の外周縁部に沿って前記絶縁
枠体上に形成され、三角形又は台形の断面形状を有する
溶着リブとで形成し、前記セパレータ板を、矩形平板状
のセパレータと、該セパレータの外周縁部に一体に形成
された合成樹脂の枠体と、該枠体の対向する一方の両辺
に各々設けた一対の電解液流路と、前記電解液流路の外
側でかつ前記セパレータの外周縁部に沿って、前記枠体
上に形成された三角形又は台形の断面形状を有する溶着
リブと、前記枠体の溶着リブの両側に接して、前記枠体
に形成された逃げ溝とで形成し、前記電極板の間に、前
記セパレータ板を挾んで該電極板を複数積層し且つ、相
対向する各電極板およびセパレータ板の溶着リブを加熱
溶融すると共に、圧着一体化して、前記電極と絶縁枠体
と枠体とで囲まれ、且つ前記セパレータで二つに区分さ
れた部分に電池反応室を形成し、該電池反応室内に、電
解液を前記枠体に形成した電解液流路を介して、循環し
たことを特徴としている。
【００１３】
【作用】相対向する各電極板およびセパレータ板の溶着
リブを加熱溶融すると、溶融した溶着リブより生ずるバ
リは全て逃げ溝内に入る。このとき相互に溶着する溶着
リブの断面積は、三角形又は台形であるため、従来のも
のより非常に小さくなり、両側の逃げ溝の断面積を小さ
く形成することができる。このため電解液流路と溶着リ
ブの距離が短い場合でも十分に逃げ溝スペースを確保す
ることができ、溶着リブにより生ずるバリが逃げ溝から
溢れ出て電解液流路を閉塞するようなことはなく、各枠
体同志が一体化される。このように逃げ溝の断面積を小
さくできるので電池の大きさ、重さを小さくすることが
できる。
リブを加熱溶融すると、溶融した溶着リブより生ずるバ
リは全て逃げ溝内に入る。このとき相互に溶着する溶着
リブの断面積は、三角形又は台形であるため、従来のも
のより非常に小さくなり、両側の逃げ溝の断面積を小さ
く形成することができる。このため電解液流路と溶着リ
ブの距離が短い場合でも十分に逃げ溝スペースを確保す
ることができ、溶着リブにより生ずるバリが逃げ溝から
溢れ出て電解液流路を閉塞するようなことはなく、各枠
体同志が一体化される。このように逃げ溝の断面積を小
さくできるので電池の大きさ、重さを小さくすることが
できる。
【００１４】なお、上述の作用は、本発明を亜鉛臭素電
池に適用した場合ばかりでなく、亜鉛塩素電池，レドッ
クスフロー電池等の積層電池に適用した場合にも同様の
作用を奏する。
池に適用した場合ばかりでなく、亜鉛塩素電池，レドッ
クスフロー電池等の積層電池に適用した場合にも同様の
作用を奏する。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の積層電池
の製造方法の一実施例を説明する。図１において図３、
図４と同一部分は同一符号をもって示している。
の製造方法の一実施例を説明する。図１において図３、
図４と同一部分は同一符号をもって示している。
【００１６】図１においてセパレータフレーム１２と中
間電極フレーム８ｂには、三角形の断面形状を有した溶
着リブ１７、１８が各々設けられている。このように溶
着リブ１７、１８の断面形状を三角形にすることでリブ
断面積は大幅に削減され、リブ逃げ溝１６の断面積を小
さく形成することができる。このため図示のようにチャ
ンネル１３とリブ１７、１８の間の距離が短い場合でも
何等問題なく作製することができる。またリブ１７、１
８の断面形状を三角形にしてもリブ幅での溶着力は確保
されるので、溶着力は従来の長方形断面のリブの場合と
全く変わらない。また溶着リブ１７、１８により生ずる
バリが逃げ溝１６から溢れ出てチャンネル１３を閉塞す
ることはなくセパレータフレーム１２と中間電極フレー
ム８ｂは一体化される。前記リブ１７、１８の断面積合
計は１５０×１０-2ｍｍ2、リブ逃げ溝１６の断面積合
計は２１０×１０-2ｍｍ2である。前記リブ１７、１８
の断面形状は三角形に限らず金型加工上の制約により台
形に形成しても良い。
間電極フレーム８ｂには、三角形の断面形状を有した溶
着リブ１７、１８が各々設けられている。このように溶
着リブ１７、１８の断面形状を三角形にすることでリブ
断面積は大幅に削減され、リブ逃げ溝１６の断面積を小
さく形成することができる。このため図示のようにチャ
ンネル１３とリブ１７、１８の間の距離が短い場合でも
何等問題なく作製することができる。またリブ１７、１
８の断面形状を三角形にしてもリブ幅での溶着力は確保
されるので、溶着力は従来の長方形断面のリブの場合と
全く変わらない。また溶着リブ１７、１８により生ずる
バリが逃げ溝１６から溢れ出てチャンネル１３を閉塞す
ることはなくセパレータフレーム１２と中間電極フレー
ム８ｂは一体化される。前記リブ１７、１８の断面積合
計は１５０×１０-2ｍｍ2、リブ逃げ溝１６の断面積合
計は２１０×１０-2ｍｍ2である。前記リブ１７、１８
の断面形状は三角形に限らず金型加工上の制約により台
形に形成しても良い。
【００１７】尚、前記実施例では本発明を亜鉛臭素電池
に適用した場合について述べたが、これに限らず亜鉛塩
素電池，レドックスフロー電池等の積層電池に適用した
り、熱板溶着を適用する他の化学セルに応用することが
でき、これらの場合も前記同様の作用、効果を奏する。
に適用した場合について述べたが、これに限らず亜鉛塩
素電池，レドックスフロー電池等の積層電池に適用した
り、熱板溶着を適用する他の化学セルに応用することが
でき、これらの場合も前記同様の作用、効果を奏する。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明の積層電池の製造方
法によれば、電極板およびセパレータ板に形成される溶
着リブの断面形状を三角形又は台形にしたので、所要の
溶着力を確保しながら熱板溶着に必要な枠体内のスペー
ス（リブ逃げ溝）を大幅に削減することができ、これに
よって電池の大きさ、重さを小さくすることができる。
法によれば、電極板およびセパレータ板に形成される溶
着リブの断面形状を三角形又は台形にしたので、所要の
溶着力を確保しながら熱板溶着に必要な枠体内のスペー
ス（リブ逃げ溝）を大幅に削減することができ、これに
よって電池の大きさ、重さを小さくすることができる。
【図１】本発明の積層電池の製造方法の一実施例を説明
するための枠体要部断面を示す構成図。
するための枠体要部断面を示す構成図。
【図２】従来の亜鉛臭素電池の電池本体を示す要部分解
斜視図。
斜視図。
【図３】従来の積層電池の製造方法の一実施例を説明す
るための枠体要部断面を示す構成図。
るための枠体要部断面を示す構成図。
【図４】従来の積層電池の製造方法の他の実施例を説明
するための枠体要部断面を示す構成図。
するための枠体要部断面を示す構成図。
３…集電電極、６…セパレータ板、８…電極板、８ｂ…
中間電極フレーム、９…正極マニホールド、１０…負極
マニホールド、１２…セパレータフレーム、１３…チャ
ンネル、１４，１５，１７，１８…溶着リブ、１６…リ
ブ逃げ溝。
中間電極フレーム、９…正極マニホールド、１０…負極
マニホールド、１２…セパレータフレーム、１３…チャ
ンネル、１４，１５，１７，１８…溶着リブ、１６…リ
ブ逃げ溝。
Claims (1)
- 【請求項１】 平板状の電極板とセパレータ板とを交互
に積層し、一体化して成る積層電池の製造方法におい
て、 前記電極板を、矩形平板状の電極と、該電極の外周縁部
に一体に形成された合成樹脂の絶縁枠体と、前記電極の
外周縁部に沿って前記絶縁枠体上に形成され、三角形又
は台形の断面形状を有する溶着リブとで形成し、 前記セパレータ板を、矩形平板状のセパレータと、該セ
パレータの外周縁部に一体に形成された合成樹脂の枠体
と、該枠体の対向する一方の両辺に各々設けた一対の電
解液流路と、前記電解液流路の外側でかつ前記セパレー
タの外周縁部に沿って、前記枠体上に形成された三角形
又は台形の断面形状を有する溶着リブと、前記枠体の溶
着リブの両側に接して、前記枠体に形成された逃げ溝と
で形成し、 前記電極板の間に、前記セパレータ板を挾んで該電極板
を複数積層し且つ、相対向する各電極板およびセパレー
タ板の溶着リブを加熱溶融すると共に、圧着一体化し
て、前記電極と絶縁枠体と枠体とで囲まれ、且つ前記セ
パレータで二つに区分された部分に電池反応室を形成
し、 該電池反応室内に、電解液を前記枠体に形成した電解液
流路を介して、循環して成る積層電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3297516A JPH05135807A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 積層電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3297516A JPH05135807A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 積層電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05135807A true JPH05135807A (ja) | 1993-06-01 |
Family
ID=17847534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3297516A Pending JPH05135807A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 積層電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05135807A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6100755A (en) * | 1997-06-25 | 2000-08-08 | Futaba Denshi Kogyo Kabushiki Kaisha | Phase decision circuit |
| JP2017528867A (ja) * | 2014-07-29 | 2017-09-28 | ロッテ ケミカル コーポレーション | レドックスフロー電池用スタック溶着装置 |
| CN114361506A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-15 | 西子清洁能源装备制造股份有限公司 | 一种液流电池组件密封的工艺方法 |
-
1991
- 1991-11-14 JP JP3297516A patent/JPH05135807A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6100755A (en) * | 1997-06-25 | 2000-08-08 | Futaba Denshi Kogyo Kabushiki Kaisha | Phase decision circuit |
| JP2017528867A (ja) * | 2014-07-29 | 2017-09-28 | ロッテ ケミカル コーポレーション | レドックスフロー電池用スタック溶着装置 |
| CN114361506A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-15 | 西子清洁能源装备制造股份有限公司 | 一种液流电池组件密封的工艺方法 |
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