JPH0530300Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本考案は、電池装置のコンパクト化を図り、電
圧効率の向上を確保することを可能とした電解液
循環型積層電池に関するものである。

Ｂ 考案の概要 本考案は、電解液循環型積層電池で使用する枠
付電極および枠付膜の枠材について検討した結果
到達したものであつて、電圧効率を向上し、電池
のコンパクト化を図り、容積エネルギー密度を向
上させるために、電解液循環型積層電池におい
て、ここで使用する枠付電極および枠付膜の枠部
の一方の面に電解液流路を形成させたものを使用
した電解液循環型積層電池に関するものである。

Ｃ 従来の技術 亜鉛−臭素電池の基本構成は、第２図に示した
ように、２枚の締付け端板１の間に積層端板２、
電極端板３、パツキング４、マイクロチヤンネル
付き枠付膜５、平板枠付中間電極６、マニホール
ド（正極）７、マニホールド（負極）８、マイク
ロチヤンネル形成部９、セパレータ（膜）１０、
スペーサメツシユ１１、電極１２、集電メツシユ
１３、をおいて締付けボルト穴１４にボルトを通
して締付け固定しているものである。

このような場面で使用する枠付膜の構成におい
ては、特開昭60−65481号公報に示されているよ
うにその両側において正極と負極が配置されるた
め、第３図に示したようにセパレータ１０の枠１
８の両面にそれぞれチヤンネルとマイクロチヤン
ネルを形成するための掘り込み溝１５を形成し、
このチヤンネルとマイクロチヤンネルはマニホー
ルドより電解液を正極、負極表面へ均一に流通さ
せる作用を行う。

Ｄ 発明が解決しようとする問題点 ところが、セパレータ１０の枠１８の両面にチ
ヤンネルとマイクロチヤンネルを確保するための
掘り込み溝１５を形成させる必要があることか
ら、枠１８自体の機械的強度を維持するためにあ
る程度の厚さをもたせる必要がある。

具体的には、例えば第３図において、セパレー
タ１０の枠１８の両面にそれぞれ深さ１mmの溝を
設けようとすれば、枠１８自体の厚さはおよそ３
mm程度の厚さが必要となる。

このことは当然のことながら負・正両極の電極
間距離が広がり、電池の大形化の原因となるのみ
ならず、電極間の距離の増大に起因して電圧効率
の低下を招くことにもなるという問題があつた。

特に、電池の出力のアツプを図るために電流を
大きくし、電圧を高くすると電極面積が大きくす
ると共に単セルの積層数も多くなり、構成物の重
量等も増える方向に移向する現在では、この問題
に対する解決策は重要な課題であつた。

Ｅ 問題点を解決するための手段 このような従来技術における問題点を解決する
ために種々検討を行い、電解液循環型積層電池に
おいて、ここで使用する枠付電極および枠付膜の
枠部の一方の面に電解液流路を形成させたものを
使用することを特徴とする電解液循環型積層電池
に到達したのである。

すなわち従来は、枠付膜５の（セパレータ１０
の枠）枠１８の両面にそれぞれチヤンネルとマイ
クロチヤンネルを形成するための掘り込み溝１５
を形成していたが、このような様式をやめ、平板
枠付中間電極６および枠付膜５のそれぞれの枠１
８，１９の片側のみに電解液の流路を確保するこ
とにより枠付膜５の枠１８の厚さを小さくし、そ
の結果として積層電池全体の厚さを小さくするよ
うにしたものである。

なお、導電性の電極１２を電気絶縁と支持およ
びマニホールド形成のため枠１９は従来から必要
であつた。

Ｆ 作用 本発明に従つて枠付電極の枠１９および枠付膜
の枠１８部の一方の面に電解液流路を形成させる
ことにつき、具体的に第１図によつて説明する。

第１図は、セパレーター１０および電極１２の
長手方向の要部断面図を示したもので、それぞれ
同じ方向の片面にチヤンネル１６およびマイクロ
チヤンネル１７のための溝１５を形成している。

このように電解液流路を膜および電極の夫々の
枠１８，１９に分担させて構成させることによ
り、一つの部材の表・裏面に流路を形成していな
いことから、流路の交差、重複を排除することに
より、枠の厚さを減少させることになり、枠付部
材の加工を容易とするのみならず、加工精度も向
上し部材間のシールを完全にすることができるの
である。

溝１５の深さは、およそ１mm程度でよく、この
ことは枠部材の厚さもおよそ２mm程度で十分とい
うことになる。

枠材１８，１９が電極１２あるいはセパレータ
１０を噛み込んでいる距離は、0.5mm以上とする
ことが好ましく、また噛み付き厚さは0.5mm以上
とすることが望ましい。

なお、セパレータは、柔かいものであるため噛
み付き厚さは若干薄くする方がよい結果を期待す
ることができる。

この枠材１８，１９の材質は、一般的には電解
液に対して耐食性を示すものであればなんでも使
用することができるが、極く普通にはプラスチツ
ク、特にポリオレフイン系のプラスチツクを使用
する。

また、この考案では、電極１２とセパレータ１
０の間にパツキング４を使用するが、このものは
電解液に対して安定で、かつ電気絶縁性のもので
あればなんでも使用することができる。

このパツキング４の厚さとしては、0.5mm程度
のものを使用する。

Ｇ 実施例 次に数例の枠付電極と枠付膜の組合せについて
比較例と実施例を示しながら、本考案の構成と効
果について説明する。

比較例 第３図に示した構成を有する電池用部材を形成
した。

この場合のセパレータ１０の厚さは、従来の製
造法に従い1.2mmとし、またこのセパレータを噛
み込んでいる枠材１８の厚さを３mm、その噛み込
み部の長さを0.5mmとし、厚さをセパレータと枠
との境界の凹部で1.1mm、平坦部は0.9mmとし、枠
材の両面に形成した溝の深さはいずれも1.0mmと
した。

このようにして形成したセパレータ枠材に対し
0.5mm厚さのパツキング材４を介して電極の枠材
１９を積層した。

なお、厚さ1.3mmの電極１０の枠材としては、
チヤンネル等の加工を行わない状態で厚さを2.3
mmの枠体とし、電極の噛み込み部分の厚さは0.5
mmとしている。

この場合のセパレータと電極との間の距離は、
1.9mmで、電極−電極間の距離は5.0mmであつた。

実施例 １ 第１図に示したような深さ１mmの溝１５を設
け、枠材１８の厚さが２mmのセパレータ１０およ
び同じ構成で枠の厚さ2.3mmの電極１２を１組と
しその間に0.5mmのパツキング４を挾んだことか
らなる枠付電極６、パツキングおよび枠付膜５を
有する構成を形成した。

なお、これらの枠からは当然のことながら、そ
れぞれの内側に、電極材あるいはセパレータ材が
延長されているものである。

枠材は、厚さ1.3mmの電極材端部を厚さ0.5mm噛
み込み、厚さ1.2mmのセパレータは枠との境界の
凹部が0.6mm、平坦部が0.4mmの厚さに噛み込んで
その所期の形態を保持しているように成形してい
る。

従つて、この場合のセパレータ−電極間の距離
は、1.4mmとなり、また電極−電極間の距離は4.0
mmとなつた。

従来のものに比較して、電極間の距離が１セル
当たり1.0mm短縮し得たことになり、電圧ドロツ
プ損による電圧効率の向上と電池本体の容積が20
％小さくなつたことによるエネルギー密度の向上
を図ることができた。

実施例 ２ 実施例１の構成で電極とセパレータ間を比較例
と同じ1.9mmとし、セパレータおよび電極の枠厚
さをそれぞれ2.65mmと増加し、チヤンネルおよび
マイクロチヤンネル部の最小厚さをセパレータで
0.65mm、電極で0.35mm増加させた。

この時のセパレータと枠の噛み込み平坦部の厚
さは、0.725mm、電極と枠の噛み込み部厚さは、
0.675mmである。

これにより枠部と電極あるいはセパレータとの
接合部の密着力が増し、また最小枠厚さをそれぞ
れ1.65mmと大きくしたことにより枠材の合成樹脂
の成形性（樹脂流れ）がよくなり、厚み方向の成
形精度の向上が認められた。

さらに、セパレータおよび電極のチヤンネルと
マイクロチヤンネル付枠部の形状寸法を同一とし
たことにより成形金型が１つで済む利点を有す
る。

実施例 ３ 実施例２において、チヤンネル、マイクロチヤ
ンネルの溝深さを１mmから1.65mmにしたところ、
電解液流の圧力損失の大幅な低下を図ることが可
能となり、電解液循環ポンプのロスを抑えること
が可能となることが判つた。

Ｈ 考案の効果 本考案の装置によれば、従来にみられた種々の
不都合を解消し、最終成形品の出来具合が従来の
ものよりも良くなつた。

より具体的に述べれば、 (1) 電極間の距離を短縮することが可能となつた
ため、電圧効率の向上を図ることができる、 (2) 電極間の距離を短縮することが可能となつた
ため、装置のコンパクト化を図ることが可能と
なり、エネルギー密度を向上させ得ることが可
能となつた、 (3) 射出成形の操作の場面において、樹脂の流れ
が良くなり、成形精度を向上させることができ
る、 (4) 従来と同じセパレータと電極間距離ではパツ
キングの厚さをを厚くすることが可能となりシ
ール性が向上する、 (5) チヤンネル、マイクロチヤンネルの溝深さを
大きくとることにより、電解液循環用ポンプの
エネルギーロスを小さくすることができる、 などという効果を享受することができるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に基づいて形成したセパレータ
および電極を端部に有する枠材の部分断面図、第
２図は積層亜鉛−臭素電池の基本構成を示した一
部分解斜視図、第３図は従来の製法により構成さ
れているセパレータおよび電極を端部に有する枠
材の部分断面図である。 １……締付け端板、２……積層端板、３……電
極端板、４……パツキング、５……マイクロチヤ
ンネル付き枠付膜、６……平板枠付中間電極、７
……マニホールド（正極）、８……マニホールド
（負極）、９……マイクロチヤンネル形成部、１０
……セパレータ（膜）、１１……スペーサメツシ
ユ、１２……電極、１３……集電メツシユ、１４
……締付けボルト穴、１５……溝、１６……チヤ
ンネル、１７……マイクロチヤンネル、１８，１
９……枠。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電極板の周囲に枠を設けた枠付電極と隔膜の周
   囲に枠を設けた枠付膜とを互いに積層して、電極
   面と隔膜面との間に枠で囲まれた正極又は負極反
   応室を形成し、前記積層された各々の枠の対向位
   置を貫通して形成された一対の電解液循環用のマ
   ニホールドの一方から流入通路を通して前記正極
   又は負極反応室に電解液を流入させ、流出通路を
   介して他方のマニホールドへ流出させるように構
   成した電解液循環型積層電池において、 前記正極又は負極反応室の一方の反応室に電解
   液を流入又は流出させる通路を前記枠付電極の枠
   部の片面に設け、且つ他方の反応室に電解液を流
   入又は流出させる通路を前記枠付膜の枠部の片面
   に設けたことを特徴とする電解液循環型積層電
   池。