JPH06196203A - バイポーラ式密閉形蓄電池 - Google Patents

バイポーラ式密閉形蓄電池

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JPH06196203A
JPH06196203A JP41A JP17207192A JPH06196203A JP H06196203 A JPH06196203 A JP H06196203A JP 41 A JP41 A JP 41A JP 17207192 A JP17207192 A JP 17207192A JP H06196203 A JPH06196203 A JP H06196203A
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JP
Japan
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electrode plate
cell
negative electrode
current collector
positive
Prior art date
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Pending
Application number
JP41A
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English (en)
Inventor
Takao Omae
孝夫 大前
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06196203A publication Critical patent/JPH06196203A/ja
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セル間接続部での電圧ロス、および電池外周
部での活物質利用率の低下を防止した数セルが一体化さ
れたバイポーラ式密閉形蓄電池を得る。 【構成】 一枚の帯状の集電体に正、負極活物質を備
え、集電体の中央部にセル間を隔離するための突状体を
設けたバイポーラ極板と、一枚の帯状の集電体に一定幅
を残して正または負極活物質を備え、セルを上部または
下部と隔離するための突状体を前記一定幅部分に設けた
第1セル用および最終セル用の極板とを、セパレータを
介して正極板と負極板とが対向するように配置して重ね
合わせ、この重ね合わせた帯状の極板群を巻いて複数セ
ルを一体に形成する構成とするバイポーラ式密閉形蓄電
池であって、突条体は柔軟で接着性が付与されたもので
あり、極板群は偏平状に巻かれている構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バイポーラ式密閉形蓄
電池の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】帯状の正極板と負極板を帯状
のセパレータを介してうずまき状に巻いた構造の電池
は、極板群を強く圧迫して巻いた構造となっているの
で、平らな極板およびセパレータを積層して作製する電
池のように極板自体に極板群を支持させるための強度を
持たせる必要がなく、非常に薄い極板が使用可能であ
る。そのため、極板表面積が大きくなり、活物質利用率
や電圧特性が優れているという特徴をもっている。しか
し、中心部に円筒状の空隙ができ、その部分の容積が有
効に利用できなかった。
【0003】また、うずまき状の電池は単セルでは電圧
特性が優れているものの、これらを組み合わせて高電圧
にする場合、セルどうしを接続せねばならず、セル間接
続部でのオーム損による電圧ロスが大きくなってしまう
欠点があった。
【0004】さらに、容量を大きくするために、巻数を
増やし電池径を大きくすると、図5(B)に示す電圧分
布からわかるように極板外周部での電圧降下が大きくな
り、その部分の活物質利用率も低下し、大容量の電池を
得にくいという欠点も有していた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、電池内部に空
隙がなく、セル間接続部での電圧ロス、および電池外周
部での活物質利用率の低下が防止できるバイポーラ式密
閉形蓄電池を得るもので、その要旨は一枚の帯状の集電
体に正、負極活物質を備え、集電体の中央部にセル間を
隔離するための突状体を設けたバイポーラ極板と、集電
体に一定幅を残して正または負極活物質を備え、セルを
上部または下部と隔離するための突状体を前記一定幅部
分に設けた第1セル用および最終セル用の極板とから構
成し、前記3種類の極板をセパレータを介して正極板と
負極板とが対向するように配置して重ね合わせ、この重
ね合わせた帯状の極板群を偏平状に巻いて複数セルを一
体に形成すると同時に各極板に設けた柔軟で密着性の高
い材料からなる突状体がセル間の隔離およびセルと電池
上部あるいは電池下部間を隔離する構成とするものであ
る。
【0006】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
電圧6V(3セル)、容量約5Ahの本発明によるバイ
ポーラ式密閉鉛電池を組み立てた。組立過程の詳細を順
を追って説明する。
【0007】図1は本発明電池用の極板を示した図であ
り、11は一枚の帯状の集電体6上の左右に正、負極活
物質(8、9)をもつバイポーラ極板である。この極板
は2枚作製し、1枚は第1セルと第2セル、もう1枚は
第2セルと第3セルにまたがるものである。集電体6
は、Pbシート(99.9%Pb,厚み0.1mm)を
幅100mm,長さ1000mmに切断し、さらに活物
質充填面には孔7(直径2mm,ピッチ4mm)を開け
たものを用いた。孔を開けたのは、活物質を集電体上に
保持しやすくするためと、基体重量を軽くするためであ
る。
【0008】正負極活物質充填面の幅は、それぞれ40
mmとした。この活物質充填面に、正極活物質(ペース
ト)8、および負極活物質(ペースト)9を所定量だけ
集電体の両面に充填した。したがって集電体の中央部に
は活物質は充填されず帯状に集電体が露出された状態と
なっている。
【0009】12は第1セル用正極板、13は第3セル
用負極板である。これらは、集電体の左右いずれか一方
に一定幅を残して正または負極活物質ペーストを集電体
の表裏に充填したものである。集電体の活物質未充填部
には、セル間隔離およびセルの封口のために、柔軟で密
着性の高い材料からなる突状体10が張り付けられる。
【0010】突状体としてはアクリルフォームからなる
両面接着テープを用いた。これは耐酸性を有しており、
また柔軟な素材であり、その両面に耐酸性の接着剤が塗
布されている。偏平状の電池を作る場合、極板の折り曲
げ部分で突条体にしわができやすく、その結果しわを通
して電解液がつながり、リークすることがある。今回用
いた突状体は柔軟で密着性が高いため、極板の折り曲げ
部分においても電解液のリークがおこりにくい。
【0011】図2は本発明電池用極板の配置を説明する
ための図であり、図2に示すようにこれら3種類の極板
をガラスセパレータ2を介して重ね合わせた。極板の重
ね合わせ方は、バイポーラ極板11の負極活物質充填面
(第1セル用負極板)はセパレータを介し第1セル用正
極板12と対向させ、正極活物質充填面(第2セル用正
極板)はセパレータを介しもう一枚のバイポーラ極板の
負極活物質充填面(第2セル用負極板)と対向させ、さ
らに正極活物質充填面(第3セル用正極板)はセパレー
タを介し第3セル用負極板13と対向させた。
【0012】図6は、偏平状の巻き方を説明するための
図である。正極板1、負極板3、セパレータ2を重ね合
わせ、折り曲げを繰り返すことで偏平状に巻いている。
【0013】このようにして重ね合わせた帯状の極板群
を最終幅40mmになるように偏平状に巻いた。巻いた
時には、突状体を介して極板どうしが密着され、セル間
はこの突状体によって隔離することができ、これによっ
て図3に示すような第1セル14、第2セル15、第3
セル16を構成した。
【0014】また、電池上部、下部も突状体により封口
した。これを熱収縮チューブ18に入れ、収縮させて電
池外装とし、さらに電池の上部、下部に正、負極端子
5、5’を取り付けた。図3はこのようにして作製した
電池を示した図である。
【0015】次に、以下に示す方法で電解液の注入およ
び化成のための充電を行なった。各セルが、突状体によ
り完全に隔離されているために、電解液の注入は図3で
示したように各セルの上部に孔を開けて(注液口1
9)、各セルごとに所定量だけ所定比重の硫酸を注入し
た。注液性をあげるために、極板のセル上部の集電体部
分に孔20を開けた。硫酸注入完了後、活物質に液を浸
透させるため約1時間静置し、その後化成のための充電
を行なった。充電時に発生するガスは、注液口19より
排出されるために、電池がふくれたりすることはなく良
好に化成が行えた。化成終了後、注液口には弁座21を
しっかりと貼り付け、弁22を装着した。
【0016】化成終了後、この電池Aの放電特性を調べ
た。図4に、−15℃,150A放電時の放電特性を示
した。従来品との比較のため、うずまき状電池(5A
h)を3セル直列につないで6Vとした電池Bの放電特
性についても示した。本発明の電池Aは、従来品Bに比
べ、放電時の電圧が高く、放電持続時間も長かった。放
電時の電圧が高かったのは、セル間接続部でのオーム損
を大幅に低減できたためであり、放電持続時間が長かっ
たのは、外周部の活物質利用率が向上したためである。
図5(A)に、本発明による極板の電圧分布を調べた結
果を示したが、従来の極板の電圧分布である図5(B)
と比べて均一であり、そのため外周部の活物質利用率が
向上したものと考えられる。
【0017】上記実施例では6V(3セル)、容量約5
Ahの電池について示したが、電池電圧および容量は、
セルの組み合わせ個数、極板の大きさ、巻き数などによ
り自由に変えることができる。本発明によれば例えば、
小型で電圧特性の優れた自動車用電池等が作製可能であ
る。
【0018】
【発明の効果】本発明は、密閉式鉛蓄電池を数個直列に
接続する際の電圧ロスを低減し、また活物質利用率も向
上するという効果を有しており、その工業的価値は、甚
だ大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)本実施例で用いたバイポーラ極板を示し
た図 (B)本実施例で用いた第1セル用正極板を示した図 (C)本実施例で用いた第3セル用負極板を示した図
【図2】本発明電池を作製する際の極板の組み合せ方を
示した図
【図3】本発明電池を示した図
【図4】−15℃,150A放電特性を比較した図
【図5】(A)本発明電池の極板の電圧分布図 (B)従来電池の極板の電圧分布図
【図6】本発明電池の極板の巻き方を示した図
【符号の説明】
1 正極板 2 セパレータ 3 負極板 5 正極端子 5’負極端子 6 集電体 7 孔 8 正極活物質 9 負極活物質 10 突状体 11 バイポーラ極板 12 第1セル用正極板 13 第3セル用負極板 14 第1セル 15 第2セル 16 第3セル 18 熱収縮チューブ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年12月10日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)本実施例で用いたバイポーラ極板を示し
た図 (B)本実施例で用いた第1セル用正極板を示した図 (C)本実施例で用いた第3セル用負極板を示した図
【図2】本発明電池を作製する際の極板の組み合せ方を
示した図
【図3】本発明電池を示した図
【図4】−15℃,150A放電特性を比較した図
【図5】(A)本発明電池の極板の電圧分布図 (B)従来電池の極板の電圧分布図
【符号の説明】 1 正極板 2 セパレータ 3 負極板 5 正極端子 5’負極端子 6 集電体 7 孔 8 正極活物質 9 負極活物質 10 突状体 11 バイポーラ極板 12 第1セル用正極板 13 第3セル用負極板 14 第1セル 15 第2セル 16 第3セル 18 熱収縮チューブ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一枚の帯状の集電体に正、負極活物質を
    備え、集電体の中央部にセル間を隔離するための突状体
    を設けたバイポーラ極板と、一枚の帯状の集電体に一定
    幅を残して正または負極活物質を備え、セルを上部また
    は下部と隔離するための突状体を前記一定幅部分に設け
    た第1セル用および最終セル用の極板とからなり、前記
    3種類の極板をセパレータを介して正極板と負極板とが
    対向するように配置して重ね合わせ、この重ね合わせた
    帯状の極板群を巻いて複数セルを一体に形成する構成と
    するバイポーラ式密閉形蓄電池であって、前記突条体は
    柔軟で、少なくともその頂部には接着性が付与されたも
    のであり、極板群は偏平状に巻かれていることを特徴と
    するバイポーラ式密閉形蓄電池。
JP41A 1992-06-04 1992-06-04 バイポーラ式密閉形蓄電池 Pending JPH06196203A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010038312A1 (ja) * 2008-10-03 2010-04-08 トヨタ自動車株式会社 電極体、全固体型電池素子および全固体型電池
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