JPH0542619Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 この考案は、亜鉛−臭素電池のスタツクの両端
部の電極として用いられる集電用電極の構造に関
する。

Ｂ 考案の概要 本考案は、カーボンプラスチツク板と、集電メ
ツシユと、枠板とから成る亜鉛−臭素電池の集電
用電極において、 集電メツシユの上面にブスバーを配置し、この
ブスバーの平面上に端子を電気的に接続して立設
し、集電メツシユの両側面をそれぞれカーボンプ
ラスチツク板で挟むようにヒートプレスして一体
化後、その周囲に枠板を一体に設けて集電用電極
を構成することにより、 構造を簡素化し、製造を容易にして歩留まりを
向上し、その性能を向上するようにしたものであ
る。

Ｃ 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、その一環として第５図乃至第８図に例示
する如き電解液循環型金属ハロゲン積層二次電池
が開発されている。

これは、第５図の構成原理図に示すように、電
池本体１をイオン交換膜または多孔質膜からなる
セパレータ２で正極室３と負極室４とに区画し、
この両極室にそれぞれ電解液を循環させるための
送液管５，６と返液管７，８により接続された電
解液タンク９，１０を設け、臭化亜鉛（ZnBr₂）
の電解液をそれぞれの電極室に循環させるように
したものである。尚、１１は正極、１２は負極、
１３，１４は共に送液ポンプ、１５は四方弁であ
る。

しかして、充電時には、電解液が図の矢印の方
向に循環し、負極１２ではZn⁺⁺＋2e^-→Zn、正極
１１では2Br^-→Br²＋2eの反応を生じ、正極１１
で生成された臭素は分子となり、電解液中に混じ
り、一部溶解し、大部分は正極液中の錯化剤によ
つて錯化合物となり、正極室側の電解液タンク１
０内に沈澱して蓄積される。又、放電時には、電
解液が循環した状態で各電極１１，１２ではそれ
ぞれ前記反応式と逆の反応を生じ、析出物（Zn，
Br₂）が各電極１１，１２上で消費（酸化、還
元）され、電気エネルギーが放出されるようにし
たものである。

また、上述のような構成原理の亜鉛−臭素電池
には、第６図に例示するような積層電池の要素と
して多数のセル積層構造のスタツクが用いられて
いる。これは、スタツク全体を両側端からボル
ト、ナツト等を用いて挟むように押さえるための
一対の締付端板１６，１６と、そのそれぞれの内
側に配置する押さえ部材である積層端板１７，１
７との間に、例えば30セル積層して構成する。す
なわち、一方のカーボンプラスチツクの集電用電
極１８の集電メツシユ１９の次にパツキン２０を
介してセパレータ板２１を重ね、所定間隔保持用
のスペーサメツシユ２２を重ね、カーボンプラス
チツク製平板中間電極２３を重ね、さらにパツキ
ン２０を重ねるといつた順序で積層し、最後に他
方のカーボンプラスチツク製集電用電極１８を重
ねて、全体で30セル積層する如く構成する。

このように積層構成したスタツクには、その四
隅角部に流液孔である正極マニホールド２４と負
極マニホールド２５とを穿設する。

また、各セパレータ板２１は、微多孔質膜より
成るセパレータ２の周囲に枠板２１ａを一体成形
して構成したもので、その面平面部上下にはそれ
ぞれ表裏対称形状にマイクロチヤンネル２６を設
置して成る。この一側面が実線で示すマイクロチ
ヤンネル２６は、それぞれ対角線上の正極マニホ
ールド２４から導入した電解液を均一に広げてセ
パレータ２の全面に流し、又はこれより液を回収
する。また、他側面の破線で示すマイクロチヤン
ネル２６は、負極マニホールド２５からの電解液
を導入、回収するものである。

このようにして、各セパレータ板２１の両側面
部にそれぞれ配置された電極との間において、第
５図に例示した単位電池となるセルを構成し、ス
タツクとしては、このセルが30個直列接続される
よう構成するものである。

そして、このスタツクは、集電用電極１８の両
側部から延出した集電メツシユ１９の各自由端部
に第７図に示すように、導体であるブスバー２７
を、取付ねじ２８で固締し、このブスバー２７を
通じて電気を充・放電するものである。

このように用いる集電用電極１８は、第８図に
示すように、ポリエチレンシート２９の上に厚さ
３ミリメートル程のカーボンプラスチツク板材３
０を置き、その上に真鍮メツシユである集電メツ
シユ１９を置き、その上にカーボンプラスチツク
板材３０を置く。

さらに、集電メツシユ１９のカーボンプラスチ
ツク板材３０の両横に延出した部分を、それぞれ
２枚の短冊状ポリエチレンシート材３１の間に挟
んだ状態で、沿わせるように、ポリエチレンシー
ト２９上に置くとともに、同じく２枚重ねのポリ
エチレンシート材３１を、カーボンプラスチツク
板材３０の、集電メツシユ１９のない両側部に沿
わせた状態で、ポリエチレンシート２９上に置
き、全体をヒートプレスして、その短冊状ポリエ
チレンシート材３１が枠板１８ａとなつて一体成
形されかつ、カーボンプラスチツク板材３０と集
電メツシユ１９とが密着された集電用電極１８を
構成するものであつた。

Ｄ 考案が解決しようとする課題 上述のような従来の端板電極では、ヒートプレ
スして、その枠板１８ａを一体成形した後、この
枠板１８ａの部分にマニホールド２４，２５や、
その他の所定の凹凸形状を形成せねばならないこ
とがあり手間がかかるという問題があつた。

また、この集電用電極１８の両横側部に延出し
た、集電メツシユ１９の両横延出端部にそれぞれ
ブスバー２７を接続せねばならず手間もかかり、
構造も繁雑で使用上不便であるという問題があつ
た。

さらに、この集電用電極１８をより成形性が良
く、より容易に製造可能な射出成形法で製造しよ
うとすると、この場合には２枚のカーボンプラス
チツク板材３０の間に集電メツシユ１９を挟んだ
ものを金型に入れ、枠板１８ａ部分を一体成形す
るインサート成形をすることになるが、この際、
枠板成形金型中に集電メツシユ１９の端側部を橋
渡すように入れた状態で、高温高圧でポリエチレ
ン材を、この金型内に圧入すると、そのときの圧
力で、集電メツシユ１９の一部が金型内に引き込
まれるようになつて弛み、この集電メツシユ１９
の一部が成形後の枠板１８ａの表面に露呈して、
絶縁不良を起こすような不良品を多数生じてしま
うという問題があつた。

本考案は上述の点に鑑み、集電用電極全体とし
て構造が簡素で、しかも製造容易、かつ製品とし
ての歩留まりを良好に製造可能な亜鉛−臭素電池
の集電用電極を、新たに提供することを目的とす
る。

Ｅ 課題を解決するための手段 本考案の亜鉛−臭素電池の集電用電極は、集電
メツシユの上面にブスバーを配置し、このブスバ
ーの平面上に端子を電気的に接続して立設し、集
電メツシユの両側面をそれぞれカーボンプラスチ
ツク板で挟んでヒートプレスして一体化後、その
周囲に枠板を一体に設けて集電用電極を構成した
ことを特徴とする。

Ｆ 作用 上述のように構成することにより、ブスバーが
集電メツシユの一箇所に電流集中させることなく
良好に集電できるという作用を奏する。さらに、
この集電メツシユとカーボンプラスチツク板とを
ヒートプレスして一体化した後、その周囲に枠板
をインサート成形する作業を容易にできるという
作用を奏する。

Ｇ 実施例 以下、本考案の亜鉛−臭素電池の集電用電極の
一実施例を第１図乃至第４図によつて説明する。
なお、この第１図乃至第４図において、第５図乃
至第８図に対応するものには同一符号を付すこと
とし、その詳細な説明を省略する。

第１図は全体縦断面図で、１８は集電用電極の
本体である。

この集電用電極１８は、次のように構成する。
すなわち、第２図に示すように、短形平板状（本
例では厚さ３mm）のカーボンプラスチツク板３２
の上に、ブスバー３３及び端子３８付きの集電メ
ツシユ１９を重ねる。この集電メツシユ１９は、
真鍮メツシユ材を２つ折りにして、前述のカーボ
ンプラスチツク板３２と略同等の大きさに形成
し、第３図に示すように、その中央部所定位置に
端子３８取付用の透孔３５を穿孔する。

また、第４図にも示す如く、銅製の長板状ブス
バー３３の中央部所定位置に貫挿透孔３７を設け
たものを、集電メツシユ１９の中央を２分するよ
うに配置する。

さらに、このブスバー３３には、第３図にも示
す如き、端子３８を取り付けるもので、この端子
３８は、銅製円柱体の軸に沿つて螺子孔３９を穿
設して成る。なお、この螺子孔３９の一端部に
は、皿ねじ頭部嵌合用の円錐状孔部３９ａを穿設
する。

そして、別に用意した皿ねじ４０を、集電メツ
シユ１９の裏側から透孔３５を通し、ブスバー３
３の貫挿透孔３７を通し、さらにこの皿ねじ４０
の螺子部を端子３８の螺子孔３９に螺合して、第
２図に示すようにこれら全体を１つに固定して、
前述したカーボンプラスチツク板３２上に置く。

また、このブスバー３３で２つに仕切られた集
電メツシユ１９の２つの小面部上には、それぞれ
これに対応した小矩形平板状（本例では厚さ１
mm）のカーボンプラスチツク小板４１，４２を積
重する。

次に、これら積重されたカーボンプラスチツク
板３２、集電メツシユ１９及びカーボンプラスチ
ツク小板４１，４２を、ヒートプレスによつて全
体を一体的に固める。

この後、一体に固めたものを射出成形機の金型
に入れ、インサート成形法によつて、第１図に示
すようにその周囲に枠板１８ａを一体成形する。

なお、この射出成形機の枠板１８ａの成形用金
型に、あらかじめマニホールド用透孔やその他の
凹凸部を成形しておくことにより、後からの加工
作業が不用となり、製造効率を向上できるもので
ある。

また、集電メツシユ１９におけるブスバー３３
及び端子３８の取付構造は、この集電用電極１８
製造の為のヒートプレスによる成形時の温度
（150℃〜160℃）に充分耐え得るものであり、か
つ、ブスバー３３と端子３８との接着面積は、基
準値（MES規格）の50Aで13mm²という値を大き
く超える98mm²の接着面積を有することから十分に
クリアできるものである。

Ｈ 考案の効果 以上詳述したように、本考案の亜鉛−臭素電池
の集電用電極によれば、集電メツシユの上面にブ
スバーを配置し、このブスバーの平面上に端子を
電気的に接続して立設し、集電メツシユの両平面
部をそれぞれカーボンプラスチツク板で挟んでヒ
ートプレスして一体化後、その周囲に枠板を一体
に設けて集電用電極を構成したので、集電メツシ
ユの平面を横断するよう配置したブスバーが、一
箇所に電流集中させることなく平均的に集電で
き、しかも、このブスバーの取り付けた端子から
直接電流を取り出せるので、従来のように、集電
用電極の両横に延出した集電メツシユの各部にそ
れぞれブスバーを付け、さらにこれら２箇所から
端子を引き出す構成に比較して構造を簡素化でき
るという効果がある。

また、集電メツシユとカーボンプラスチツク板
とをヒートプレスし、この後にインジエクシヨン
成形をするというように２度に分けて成形するの
で成形条件が安定するとともに、インジエクシヨ
ン成形が容易かつ確実になり、製品の歩留まりを
向上できるという効果がある。

さらに、集電メツシユがカーボンプラスチツク
板と、枠板との内部に包み込まれることになり、
この外部の電解液等を集電メツシユに接触するこ
とがないので、この集電メツシユの腐食を防ぐこ
とができるとう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の亜鉛−臭素電池の集電用電極
の一実施例を示す縦断面図、第２図及び第３図は
それぞれの要部の分解斜視図、第４図はそのブス
バーを取り出して示す斜視図、第５図は従来の電
池の原理を示す概略説明線図、第６図はその電池
の要素であるスタツク部分の分解斜視図、第７図
はそのスタツクの積層セルの要部を示す斜視図、
第８図はその要部の分解斜視図である。 １……電池本体、１８……集電用電極、１８ａ
……枠板、１９……集電メツシユ、３２……カー
ボンプラスチツク板、３３……ブスバー、３８…
…端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. カーボンプラスチツク板と、集電メツシユと枠
   板とから成る亜鉛−臭素電池の集電用電極におい
   て、前記集電メツシユの上面にブスバーを配置
   し、当該ブスバーの平面上に端子を電気的に接続
   して立設し、前記集電メツシユの両平面部をそれ
   ぞれカーボンプラスチツク板で挟んだ状態でヒー
   トプレスし、前記集電メツシユに前記カーボンプ
   ラスチツク板を一体化するとともに、このカーボ
   ンプラスチツク板の周囲に枠板を一体に設けて集
   電用電極を構成したことを特徴とする亜鉛−臭素
   電池の集電用電極。