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WO2003032427A1 - Closed alkaline storage battery - Google Patents

Closed alkaline storage battery Download PDF

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WO2003032427A1
WO2003032427A1 PCT/JP2002/010130 JP0210130W WO03032427A1 WO 2003032427 A1 WO2003032427 A1 WO 2003032427A1 JP 0210130 W JP0210130 W JP 0210130W WO 03032427 A1 WO03032427 A1 WO 03032427A1
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WO
WIPO (PCT)
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battery
terminal
sealed
storage battery
battery according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2002/010130
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shinji Murashige
Tetsuo Nanno
Yoichi Izumi
Munehisa Ikoma
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to US10/487,233 priority Critical patent/US7294433B2/en
Publication of WO2003032427A1 publication Critical patent/WO2003032427A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/34Gastight accumulators
    • H01M10/345Gastight metal hydride accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/54Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
    • HELECTRICITY
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    • H01M50/584Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/586Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries inside the batteries, e.g. incorrect connections of electrodes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a sealed alkaline storage battery configured to obtain a highly versatile output voltage of an alkaline storage battery such as a nickel-hydrogen storage battery having a low electromotive force in a unit cell.
  • the sealed alkaline rechargeable battery that is the object of this application is a relatively small secondary battery used as a power source for portable electronic devices such as mobile phones and portable personal computers, and wireless devices such as cordless phones. Therefore, nickel-hydrogen batteries and nickel-cadmium batteries are the main targets.
  • nickel-metal hydride storage batteries are effective as battery power sources for portable devices and electric devices because they have an excellent balance of three factors: high capacity, high energy density, and cost performance.
  • a mode for connecting a plurality of cells in series to obtain the output voltage required by the device is configured as an assembled battery / battery pack or the like.
  • An assembled battery is a device in which a plurality of cells are connected in series or in series / parallel, and the plurality of cells are integrated by a heat shrink tube or the like.
  • the positive and negative electrodes of four cylindrical cells 30 are connected in series by a connection plate 32, and a thermal protection circuit 33 is inserted into a series circuit, and both ends are connected.
  • a thermal protection circuit 33 is inserted into a series circuit, and both ends are connected.
  • the assembled battery disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 13-126690 includes a plurality of rectangular cells 200 in a frame 101 (here, three cells).
  • FIG. 1 shows a configuration in which the cells 200 are housed and the respective cells 200 are connected in series.
  • a storage battery that can be used when a large amount of electric power is required, such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, and is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-571199. What has been disclosed is known.
  • a plurality of (in this case, six) battery cases 53 accommodating power generating elements are integrally connected to form an integrated battery case 52, and an integrated battery in which a plurality of storage batteries are integrated. It is composed of In this battery pack, a plurality of storage batteries are connected integrally by sharing the space between adjacent battery containers 53, and each power generation element is connected in series. The cooling air flow path and the heat radiation projection are formed between the connections.
  • the upper open end of the integrated battery container 52 is closed with a lid 54, but the internal space is separated by partitions corresponding to each battery container 53, and adjacent power generating elements are connected in series by connecting means, and the longitudinal direction is Are connected to input / output terminals 55 attached to both ends of the.
  • Nickel-To enable batteries with low electromotive force, such as hydrogen storage batteries, to support the operating voltage required by equipment, connect a plurality of cells in series as described above to form a battery pack or battery pack. Will be configured. Battery packs and assembled batteries require components other than batteries, and have had problems with cost and volume increase.
  • a sealed type alkaline storage battery has a plurality of power generating elements housed in an insulating liquid junction prevention member, each housed in a metal battery can.
  • the power generating elements are electrically connected in series and / or in parallel, and are connected to a positive terminal and a negative terminal which are externally exposed from a sealing plate closing the battery can.
  • the nickel-hydrogen storage battery when a plurality of power generating elements housed in the liquid junction preventing body are housed in the battery can and the plurality of power generating elements are connected in series, the nickel-hydrogen storage battery is As described above, a single battery can be configured as a sealed type rechargeable battery that can obtain a highly versatile output voltage even with a small electromotive force. If a plurality of power generating elements are connected in series and parallel, the output voltage and the discharge capacity can be increased simultaneously. Conventionally, these objects have been achieved by configuring the assembled battery or battery pack. Since the sealed type alkaline storage battery of the present invention achieves the object by the battery itself, the assembled battery or the battery pack is used. O Eliminates man-hours required for construction o
  • a plurality of power generation elements respectively housed in an insulating liquid junction preventer are housed in a metal battery can. 02 10130
  • the opening of the battery can is sealed by a sealing plate, and a plurality of power generating elements are electrically connected in series and / or in parallel to be connected to a plurality of components arranged on the outer surface side of the sealing plate.
  • the present invention is characterized in that the conductor surfaces of the plurality of constituent elements are used as a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and are exposed to the outside from openings provided in an insulating plate that closes the outer surface side of the sealing plate.
  • the plurality of power generating elements are housed in the battery can in the liquid junction preventing body, and the output voltage is independent of the configuration of the assembled battery or the battery pack. And the battery capacity can be increased. Further, since the sealing plate for sealing the battery can is closed by the insulating plate, a terminal member, a safety valve, a protection element, and the like can be provided on the outer surface side of the sealing plate. By exposing the conductor surfaces of these constituent members to the outside of the opening of the insulating plate as a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, a sealed alkaline storage battery having a high output and a safety function is constructed.
  • a liquid junction may occur between the plurality of power generating elements. Can be prevented.
  • the liquid-junction preventing means can more reliably prevent liquid-junction by inserting the connecting member electrically connecting the plurality of power generating elements into the resin molding plate so that the connecting portions at both ends are exposed. .
  • overcurrent / overheat protection element in series with the positive electrode connection circuit or the negative electrode connection circuit, if the device connected to the storage battery fails or a short circuit occurs between the positive and negative terminals.
  • Overcurrent The short-circuit current is regulated because a trip condition occurs due to a short-circuit current and the resistance value sharply increases, so that damage to the storage battery due to the short-circuit can be prevented.
  • the terminal for forming the terminal is formed. There is no need to provide any members, and miniaturization and cost reduction can be achieved.
  • the electrode plate group constituting the power generation element has a laminated structure in which a plurality of positive and negative electrode plates are stacked via a separator, or a positive electrode plate and a negative electrode plate are wound via a separator. It can be configured in a wound structure.
  • the electrolyte constituting the power generation element can be formed into a gel electrolyte, and the flow of the electrolyte can be suppressed to prevent the occurrence of a liquid junction between the plurality of power generation elements.
  • the liquid junction preventing body can be formed by partitioning the inside of the bottomed cylindrical body into a plurality of storage chambers for storing the respective power generating elements by a partition body. The number can be reduced.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a sealed type alkaline rechargeable battery according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of a 3.6 V nickel-metal hydride storage battery according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the storage battery, 02 10130
  • Fig. 4 is a perspective view of a power generation element constituting the storage battery
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of the storage battery
  • FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a 12 V nickel-hydrogen storage battery according to the third embodiment
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of the storage battery
  • FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of a battery pack using a conventional cylindrical battery
  • FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of a battery pack using a conventional prismatic battery
  • FIG. It is a perspective view which shows the structure of the conventional stationary collective battery.
  • the sealed type alkaline storage battery according to this embodiment is an example in which the output voltage from the positive electrode terminal to the negative electrode terminal is a 3.6 V nickel-hydrogen storage battery.
  • the configuration of the first embodiment is shown as a sectional view.
  • the electrode groups 41a, 41b, 41c are formed in three independent power generation element accommodation rooms by partitions 46a, 46a, respectively.
  • An insulative liquid-junction prevention bag (liquid-junction preventive body) 46 is provided, and the electrode plate groups 4 la, 41 b, and 41 c are as shown in the figure, with the positive electrode plate and the negative electrode respectively.
  • the positive electrode lead and the negative electrode lead pulled out from the plate are connected in series.
  • the opening of the battery can 45 is sealed by a sealing plate 42 provided with liquid inlets 48, 48, 49 corresponding to the electrode groups 41a, 4lb, 41c. .
  • the electrolyte is injected into the three power generation element housing chambers divided by the partition 46a from the injection ports 48, 48, and 49.
  • the injection ports 48, 4 For 8 it is plugged 4 3, 4 3 inserted
  • the liquid inlet 49 is closed by a stopper 44 via a gasket 47.
  • the positive electrode side in which the respective electrode plate groups 41 a, 41 b and 41 c are connected in series is connected to a plug 44 as shown, and the negative electrode side is connected to a sealing plate 42. Therefore, the plug 44 can be used as a positive terminal and the sealing plate 42 or the battery can 45 can be used as a negative terminal for external connection.
  • three power generating elements having an electromotive force of 1.2 V are housed in a battery can 45, and an enclosed type of an external power having an output voltage of 3.6 V is connected in series.
  • the rechargeable battery is formed without forming a battery pack or battery pack.
  • the sealed type alkaline rechargeable battery according to the second embodiment is configured as a flat rectangular parallelepiped rectangular battery, and a positive electrode terminal (+) and a negative electrode terminal ( ⁇ ) are provided on the top surface thereof. Have been.
  • the shape and the output voltage are almost the same as those of the rectangular lithium ion secondary battery, and a nickel-hydrogen storage battery can be used instead of the lithium ion secondary battery.
  • FIG. 3 shows the internal configuration of the sealed alkaline storage battery in a cross section taken along the line III-III in FIG. 2, and shows a battery can 5 formed by pressing a nickel plated steel sheet into a bottomed rectangular cylinder.
  • the first, second, and third power generation elements A, B, and C housed in a liquid-junction prevention bag 6 made of polypropylene are housed.
  • the power generating elements A, B, and C are composed of a positive electrode plate, a negative electrode plate, an electrode plate group including a separator and an electrolyte, and here, a plurality of positive electrode plates and a negative electrode plate are separated.
  • First, second, and third electrode plates in a laminated structure The groups la, lb, 1c and the alkaline electrolyte are respectively stored in the liquid junction prevention bag 6, and each has the function of an independent nickel-hydrogen storage battery.
  • a fluorine resin, a polyphenylene sulfide, or the like can be applied in addition to a polyolefin resin such as a polypropylene.
  • Fig. 4 shows the structure of power generation element A (the same structure is used for power generation elements B and C).
  • a plurality of positive plates 20 and a plurality of negative plates 21 accommodated in an envelope-shaped separator 22 are shown. Are alternately superposed to form the electrode group 1 a, which is housed in the liquid junction prevention bag 6.
  • Each positive electrode plate 20 is provided with a lead, which is bundled and welded together with one end of the positive electrode lead 10a.
  • the lead wires provided on each negative electrode plate 21 are bundled and welded together with one end to the negative electrode lead 11 a.
  • an alkaline electrolyte is injected into the liquid junction prevention bag 6. Since the upper portion of the liquid junction prevention bag 6 is opened, it is more preferable to use the gelled electrolyte.
  • the gelation of the alkaline electrolyte can be performed by mixing a gelling agent-based compound and applying the gelled mixture overnight, or by impregnating the gelling agent-based compound overnight.
  • the electrolytic solution alone is poured into the anti-junction bag 6 to gel the alkaline electrolyte. be able to.
  • the weight of the organic compound for increasing the viscosity of the electrolyte is desirably 1 to 15% of the electrolyte. If the weight of the organic compound is smaller than this range, the amount of increase in the viscosity of the liquid becomes smaller, and it becomes difficult to suppress the movement of the liquid.
  • the weight of the organic compound is 1% of the weight of the electrolyte. If it exceeds 5%, the volume occupied by the amount of the organic compound in the battery cannot be ignored, the volume energy density of the battery decreases, and the gas permeability of the electrode plate deteriorates. It is not preferable because the internal pressure rises extremely
  • a polymer having a hydrophilic group in a side chain can be used without particular limitation.
  • potassium polyacrylate, sodium polyacrylate, potassium potassium methacrylate, and sodium polymethacrylate are particularly preferred.
  • the gelling agent is preferably a crosslinked polymer.
  • Crosslinking may be performed by adding a crosslinking agent such as divinylbenzene when preparing a polymer such as polyacrylic acid, polymethacrylic acid, or acrylic acid / methacrylic acid copolymer.
  • Each of the first to third electrode plate groups 1a, lb, and lc configured as described above is stored in the battery can 5 in each of the liquid junction prevention bags 6 containing the first to third electrode plates.
  • the positive electrode leads 10a, 10b, 10c and the negative electrode leads 11a, lib, 11c drawn out of the plate groups 1a, lb, 1c and from them are connected to predetermined positions.
  • the sealing plate 2 for sealing the battery can 5 has a resin molded plate 3 joined to the inside of the can.
  • the sealing plate 2 and the resin molding plate 3 are formed with through-holes corresponding to the first to third electrode plate groups la, lb, 1c and correspondingly. Served for injection. Penetration above first electrode group 1a In the hole, a hollow rivet 4 insulated from the sealing plate 2 with a gasket 17 is fixedly attached to the shell 8.
  • Connection plates 12a and 12b are inserted into the resin molded plate 3 at two locations with exposed surfaces provided in the battery can 5, and the first to third electrode plate groups 1a and 1 Used to connect b and 1c in series.
  • the positive electrode lead 10a pulled out from the first electrode plate group 1a is joined to the aperture 8, and the negative electrode lead 1la is joined to one exposed surface of the connection plate 12a.
  • the positive electrode lead 10b pulled out from the second electrode plate group 1b is joined to the other exposed surface of the connection plate 12a, and the negative electrode lead 11b is exposed to one side of the connection plate 12b. Bonded to the surface.
  • the positive electrode lead 10 c drawn from the third electrode plate group 1 c is joined to the other exposed surface of the connection plate 12 b, and the negative electrode lead 11 c is an opening formed in the resin molding plate 3. It is joined to the sealing plate 2 through the part 18.
  • This connection configuration a state is obtained in which the first to third electrode plate groups la, lb, 1c are connected in series while the washer 8 is on the positive electrode side and the sealing plate 2 is on the negative electrode side.
  • This series connection is performed via the connection plates 12a and 12b inserted into the resin molding plate 3, so that the portions of the connection plates 12a and 12b embedded in the resin molding plate 3 are liquid. It prevents leakage, and reliably prevents the leakage of the electrolyte through the positive lead 10b, 10c and the negative lead 11a, lib due to the potential difference between adjacent power generating elements.
  • the sealing plate 2 After connection with the first to third electrode plate groups 1a, lb, and 1c, the sealing plate 2 is laser-welded to the open end of the battery can 5, and the inside of the battery can 5 is sealed. Thereafter, an electrolytic solution is injected from the hollow portion of the rivet 4 attached to the sealing plate 2 into the liquid junction prevention bag 6 containing the first electrode plate group 1a, and the second electrode plate group From the through holes provided above 1b and the third electrode group 1c, the liquid junction prevention bag 6 for accommodating the first electrode group 1b and the second electrode group 1c respectively. An electrolyte is injected into the inside, and after the injection, the through hole is sealed by a stopper 13 as shown in FIG.
  • the hollow portion of the rivet 4 is closed by placing a rubber valve body 14 thereon and enclosing the rubber valve body 14 and joining the positive electrode cap 7 on the rivet 4.
  • the upper surface of the positive electrode cap 7 is exposed to the outside through a positive electrode opening 16a opening to a resin cover 19 covering the components arranged on the sealing plate 2, and is used for a positive terminal (+) of the battery.
  • the rubber valve element 14 functions as a safety valve that discharges the abnormal internal pressure to the outside when the pressure in the battery can 5 abnormally increases due to abnormal use of the battery.
  • a plurality of exhaust holes 7a are formed on the side surface of the positive electrode cap 7, and the exhaust holes 7a are closed by the rubber valve body 14 in a normal state, but the pressure in the battery can 5 has abnormally increased. At this time, when the rubber valve body 14 is compressed by the pressure, the exhaust hole 7a closed by the rubber valve body 14 is opened, and the internal pressure is released to the outside from the exhaust hole 7a.
  • the extension of the lower electrode 15b is joined to the sealing plate 2 and a PTC element (overcurrent / overheat protection element) 15 is attached.
  • 15 a is a negative electrode opening opening in the resin cover 9 covering the components on the sealing plate 2
  • the PTC element 15 is a thermistor having a positive temperature coefficient, and the resistance value rapidly increases when the element temperature exceeds a predetermined temperature.
  • a short circuit occurs between the positive terminal (+) and the negative terminal (-) for some reason, a short-circuit current flows through the PTC element 15 connected in series with the charge / discharge circuit.
  • the temperature inside the blocker increases, and when the temperature rises above a specified temperature, the resistance value increases sharply, causing a trip that goes into a high-resistance state, limiting the short-circuit current. Therefore, the storage battery is prevented from being damaged by the short circuit.
  • the PTC element 15 not only generates heat due to overcurrent, but also increases its resistance value when the temperature rises due to the ambient temperature. It is possible to prevent the storage battery from being used in a state where the temperature is increased. For example, if the storage battery or the equipment equipped with the storage battery is left in the car of a car parked in the hot summer sun, the battery temperature may exceed 80 ° C. In such a case, since the PTC element 15 is in a trip state and has an increased resistance value, the use of the storage battery is disabled, and the PTC element 15 is prevented from being used in an abnormal temperature state. When the temperature drops, the resistance value of the PTC element 15 returns to a low state, so that the PTC element 15 returns to a normal usable state.
  • a nickel-hydrogen storage battery having a positive electrode terminal (+) and a negative electrode terminal (1) exposed on the top surface is provided. Be composed.
  • This storage battery is covered with a heat-shrinkable sheet or the like, and it can carry product markings, standard markings, and precautionary notes.
  • the contact terminals (probes, etc.) provided on the device to which the battery is connected are connected to the positive pole (+) and the negative pole (-), so it is necessary to reduce the contact resistance. Since an oxide film is difficult to form on gold and has a low specific resistance, contact resistance can be reduced by applying gold plating to an externally exposed portion, that is, a contact connection portion. In addition, since gold has excellent corrosion resistance, it is possible to eliminate an increase in contact resistance and poor contact due to corrosion of the contact surface.
  • the upper surface of the positive electrode cap 7 is formed on the positive electrode terminal (+), and the upper electrode 15a of the PTC element 15 is formed on the negative electrode terminal (1). It is preferable to partially apply the externally exposed portion of the upper electrode 15 a of the PTC element 15. Alternatively, gold plating may be applied to the entire surface in a state where the positive electrode cap 7 and the upper electrode 15a of the PTC element 15 are present as a powder.
  • three power generation elements A, B, and C are connected in series between the positive terminal (+) and the negative terminal (one) to deal with external short-circuits, etc.
  • PTC elements 15 are connected in series to form a nickel-metal hydride storage battery with an output voltage of 3.6 V.
  • the configuration described above shows an example in which a nickel-hydrogen storage battery with an output voltage of 3.6 V is used.However, the number of power generating elements to be combined is arbitrarily selected, and these are connected in series and / or in parallel. It can be configured as a sealed alkaline storage battery with output voltage and discharge capacity.
  • FIG. 6 shows a configuration of a third embodiment in which ten power generating elements A to J are housed in a battery can 25 to form a nickel-hydrogen storage battery having an output voltage of 12 V.
  • the battery can be configured in the same manner as the above-described 3.6 V nickel-hydrogen storage battery, except that the battery can 25 and the like are formed corresponding to the increase in the number of the power generating elements A to J.
  • Fig. 7 shows a circuit diagram of this 12 V nickel-hydrogen storage battery.10 power generation elements A to J are connected in series to obtain an output voltage of 12 V, and the PTC element 15 is connected They are connected in series to provide protection from short circuits.
  • a plurality of power generation elements are housed in a battery can and connected in series. It is suitable for use in a closed-type rechargeable battery that can obtain a highly versatile output voltage even with a small battery.
  • a closed-type rechargeable battery that can obtain a highly versatile output voltage even with a small battery.
  • by connecting multiple power generation elements in series and parallel This is useful for increasing the discharge capacity simultaneously with the pressure.
  • the sealed alkaline storage battery of the present invention does not need to be configured in a structure such as a battery pack or a battery pack, which has been conventionally required, and is suitable for reducing the number of members.

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Description

明 細 書 密閉型アル力リ蓄電池 技術分野
本発明は、 単電池では起電力が低いニッケル-水素蓄電池等のアル力 リ蓄電池の出力電圧を汎用性の高い電圧が得られるように構成した密閉 型アル力リ蓄電池に関するものである。 背景技術
本願の対象とする密閉型アル力リ蓄電池は、 携帯電話機や携帯用パー ソナルコンピュー夕等の携帯電子機器、 コードレス電話機等のワイヤレ ス機器などの電源として用いられる比較的小型の二次電池であって、 二 ッケル—水素蓄電池、 ニッケル—カ ドミゥム蓄電池を主対象とする。 例えば、 ニッケル一水素蓄電池は、 高容量、 高エネルギー密度、 コス トパフォーマンスの 3要素のバランスに優れているので、 携帯機器ゃ電 動機器などの電池電源として有効である。 しかし、 起電力 (公称電圧 = 1 . 2 V ) が低いため、 単電池では電池を電源とする機器が要求する動 作電圧を満たすことができない場合が少なくない。 多くの場合は複数の 単電池を直列に接続して所要の出力電圧を得ている。 複数の単電池を直 列に接続して機器が要求する出力電圧を得るための形態は、 組電池ゃ電 池パック等に構成される。
組電池は、 複数の単電池を直列あるいは直並列に接続して熱収縮チュ —プ等により複数の単電池を一体化するものである。 例えば、 図 8に示 すように、 4個の円筒形単電池 3 0の正極及び負極を接続板 3 2により 直列に接続し、 直列回路にサ一マルプロテク夕 3 3を揷入し、 両端の単 電池 3 0にそれそれ正極端子 3 4、 負極端子 3 5を取り付けた後、 正極 端子 3 4及び負極端子 3 5を外部に出して熱収縮チューブ 3 1で全体を 一体に結束した構成が広く用いられている。
また、 特開平 1 3— 1 2 6 6 9 0号公報に開示された組電池は、 図 9 に示すように、 角形の単電池 2 0 0を枠体 1 0 1内に複数 (ここでは 3 個) 収容し、 各単電池 2 0 0を直列に接続した構成が示されている。
また、 電気自動車やハイプリ ッ ド車などの大きな電力が要求される場 合に対応する蓄電池としては、 本願出願人らが提案し、 特開 2 0 0 1 — 5 7 1 9 9号公報等に開示されたものが知られている。 図 1 0に示すよ うに、 発電要素を収容する複数 (ここでは 6個) の電槽 5 3を一体に連 結して一体電槽 5 2に形成し、 複数の蓄電池を一体化した集合電池に構 成したものである。 この集合電池は、 複数の蓄電池をその電槽 5 3の隣 り合う間を共通化することにより一体的に連結すると共に各発電要素を 直列接続したもので、 更に、 集合電池をその短手方向に連結できるよう に構成され、連結間に冷却用の空気流路と放熱突起とが形成されている。 一体電槽 5 2の上部開口端は蓋体 5 4で閉じられるが、 各電槽 5 3に対 応する仕切りで内部空間が区切られ、 接続手段により隣り合う発電要素 が直列接続され、 長手方向の両端に取り付けられた入出力端子 5 5に接 続されている。
二ッケル—水素蓄電池のように起電力が低い電池を機器が要求する動 作電圧に対応できるようにするために、 前述のように複数の単電池を直 列接続して電池パックや組電池に構成することになる。 電池パックや組 電池は電池以外の構成部材が必要であり、 コス トアップや体積増加を伴 う問題があった。
また、 複数の単電池を直列接続する場合、 図 8及び図 9に示した構成 のように、 隣り合う単電池の上下が交互に逆向きになるようにして接続 を容易にしているが、 この状態では封口部側が下向きになる単電池が常 に生じることになる。 封口部側は極板群と封口板との間に空間が形成さ れており、 封口部側が下向きになる状態が継続されると、 電解液が空間 に流れ出すなどの好ましくない状態が発生する。
また、 複数の単電池をパックケースや熱収縮チューブなどの結束手段 により一体化したものでは、 機械的強度の低下は否めず、 携帯機器ゃ電 動工具などでは強度低下を補う構造を設ける必要がある。
本発明が目的とするところは、 起電力が低いアル力リ蓄電池を電池パ ックゃ組電池に構成することなく、 機器の動作に対応させやすい出力電 圧が得られるように構成することにある。 発明の開示
上記目的を達成するための本願第 1発明に係る密閉型アル力リ蓄電池 は、 絶縁性の液絡防止体にそれそれ収容された複数の発電要素が金属製 の電池缶内に収容され、 複数の発電要素が直列及び/又は並列に電気的 接続されて前記電池缶を閉じる封口板から外部露出する正極端子及び負 極端子に接続されてなることを特徴とするものである。
上記第 1発明に係る密閉型アル力リ蓄電池によれば、 電池缶内に液絡 防止体に収容した複数の発電要素が収納され、 複数の発電要素を直列に 接続すると、 ニッケル—水素蓄電池のように単電池では起電力が小さい 電池であっても汎用性の高い出力電圧が得られる密閉型アル力リ蓄電池 に構成することができる。また、複数の発電要素を直並列に接続すれば、 出力電圧と同時に放電容量の増大化を図ることができる。 これらの目的 を従来は組電池や電池パックなどに構成することにより達成していたが. 本発明の密閉型アル力リ蓄電池は電池自体で目的を達成しているので、 組電池や電池パックを構成するための部材ゃ工数を排除することができ る o
また、 本願第 2発明に係る密閉型アルカリ蓄電池は、 絶縁性の液絡防 止体にそれそれ収容された複数の発電要素が金属製の電池缶内に収容さ 02 10130
4 れ、 この電池缶の開口部が封口板により封口され、 複数の発電要素が直 列及び/又は並列に電気的接続されて封口板の外面側に配設された複数 の構成要素に接続され、 複数の構成要素の導体面を正極端子及び負極端 子として封口板の外面側を閉じる絶縁板に設けられた開口部からそれそ れ外部露出させてなることを特徴とするものである。
上記第 2発明に係る密閉型アル力リ蓄電池によれば、 電池缶内に液絡 防止体に収容して複数の発電要素を収納して、 組電池や電池パックの構 成によることなく出力電圧や電池容量の増加を図ることができる。また、 電池缶を封口する封口板上は絶縁板によって閉じられるので、 封口板の 外面側には端子部材ゃ安全弁、 保護素子等を配設することができる。 そ れら構成部材の導体面を正極端子及び負極端子として絶縁板の開口部か ら外部露出させることにより高出力と同時に安全機能を備えた密閉型ァ ルカリ蓄電池が構成される。
上記構成において、 複数の発電要素を電気的接続する接続部材に、 そ の一部に絶縁被覆を形成した液絡防止手段を設けることにより、 複数の 発電要素の間で液絡が発生することが防止できる。 液絡防止手段は、 複 数の発電要素を電気的接続する接続部材に、 その両端の接続部が露出す るように樹脂成形板にィンサ一トすることにより、 より確実な液絡防止 ができる。
また、 各発電要素に共通の空間を設け、 封口板に空間内の異常内圧を 外部に放出する排気弁を設けることにより、 異常使用により発電要素か らガスが発生し、 密閉された電池缶内の圧力が異常上昇すると破裂の恐 れがあるが、 各発電要素に共通の空間につながる排気弁は異常上昇した 内圧を外部に放出するので、 異常使用に伴う電池の破裂は防止される。
また、 正極接続回路又は負極接続回路と直列に過電流 · 過熱保護素子 を配設することにより、 当該蓄電池が接続された機器の故障や正極端子 と負極端子との間が短絡状態になったとき、 過電流 ·過熱保護素子は短 絡電流により ト リツプ状態になって抵抗値を急増させるので短絡電流は 規制され、 短絡による蓄電池の損傷が防止できる。
また、 封口板の外面側に配設された過電流 ·過熱保護素子の電極板、 あるいは 排出弁を構成する金属部材を正極端子又は負極端子の用に供 することにより、 端子を形成するための部材を設ける必要がなく、 小型 化ゃコス トダウンを図ることができる。
また、 発電要素を構成する極板群は、 複数枚の正極板と負極板とをセ パレー夕を介して積層した積層構造、 あるいは、 正極板と負極板とをセ パレー夕を介して卷回した卷回構造に構成することができる。
また、 発電要素を構成する電解液は、 ゲル状電解液に形成することが でき、 電解液の流動を抑えて複数の発電要素間の液絡の発生を防止する ことができる。
また、 液絡防止体は、 有底筒状体の内部を各発電要素を収容する複数 の収容室に仕切体により仕切って形成することができ、 複数の液絡防止 体を一体化して構成部材数を削減することができる。
また、 正極端子及び/又は負極端子に金メ ツキを施すことが有効であ り、 当該電池を機器に接続するときの接触抵抗の低減や磨耗強度の向上 が図られるばかりでなく、 耐腐食性を向上させることができる。 この金 メツキを施すとき、 正極端子及び/又は負極端子の外部露出部分にのみ 施すだけでも、 前記効果を得ることができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 第 1の実施形態に係る密閉型アル力リ蓄電池の構成を示す断 面図であり、
図 2は、 第 2の実施形態に係る 3 . 6 Vニッケル一水素蓄電池の外観 を示す斜視図であり、
図 3は、 同上蓄電池の構成を示す断面図であり、 02 10130
6 図 4は、 同上蓄電池を構成する発電要素の斜視図であり、
図 5は、 同上蓄電池の構成を示す回路図であり、
図 6は、 第 3の実施形態に係る 1 2 Vニッケル一水素蓄電池の構成を 示す斜視図であり、
図 7は、 同上蓄電池の構成を示す回路図であり、
図 8は、従来の円筒形電池を用いた組電池の構成を示す斜視図であり、 図 9は、 従来の角形電池を用いた組電池の構成を示す斜視図であり、 図 1 0は、 従来の据置型集合電池の構成を示す斜視図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 添付図面を参照して本発明の実施形態について説明し、 本発明 の理解に供する。 尚、 以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例で あって、 本発明の技術的範囲を限定するものではない。
本実施形態に係る密閉型アル力リ蓄電池は、 正極端子一負極端子間か らの出力電圧が 3 . 6 Vのニッケル—水素蓄電池に構成した例を示すも ので、 図 1にその基本的構造である第 1の実施形態の構成を断面図とし て示す。
図 1において、 電池缶 4 5内に、 仕切り 4 6 a、 4 6 aにより 3つの 独立した発電要素収容室に形成された中にそれそれ極板群 4 1 a、 4 1 b、 4 1 cを収容した絶縁性の液絡防止袋 (液絡防止体) 4 6が配設さ れ、 極板群 4 l a、 4 1 b、 4 1 cは図示するように、 それそれの正極 板及び負極板から引き出された正極リ一ド及び負極リ一ドを接続して直 列に接続されている。 この電池缶 4 5の開口部は、 各極板群 4 1 a、 4 l b、 4 1 cに対応する注液口 4 8、 4 8、 4 9を設けた封口板 4 2に よって封口される。 この封口後に、 各注液口 4 8、 4 8、 4 9から仕切 り 4 6 aにより分割された 3つの発電要素収容室に電解液が注入される 注液後は注液口 4 8、 4 8については、 それそれ封栓 4 3、 4 3が挿入 されることにより閉じられ、 注液口 4 9については、 ガスケッ ト 4 7を 介して封栓 4 4により閉じられる。 各極板群 4 1 a、 4 1 b、 4 1 cを 直列接続した正極側は図示するように封栓 4 4に接続され、 負極側は封 口板 4 2に接続される。 従って、 封栓 4 4を正極端子、 封口板 4 2 も し くは電池缶 4 5を負極端子として外部接続の用に供することができる。 この第 1の実施形態の構成により、 電池缶 4 5内に起電力が 1 . 2 V の 3つの発電要素を収容し、 それらを直列に接続した出力電圧が 3 . 6 Vの密閉型アル力リ蓄電池が組電池や電池パックを構成することなく形 成される。 このように電池内部で複数の発電要素を接続するとき、 電位 差によって電解液が接続リードを伝って隣り合う発電要素に流れる液絡 が生じる恐れがある。 これを防止するために、 図示するように、 隣り合 う発電要素にまたがる接続リ一ドに絶縁被覆を施す液絡防止手段 5 0を 設けるのが有効である。
次に、 上記第 1の実施形態に係る基本構成を発展させ、 より実用性を 向上させた第 2の実施形態の構成について説明する。
第 2の実施形態に係る密閉型アル力リ蓄電池は、 図 2に示すように、 扁平な直方体の角形電池に構成され、 その頂面に正極端子 (+ ) 及び負 極端子 (―) が設けられている。 この形状寸法及び出力電圧は、 角形の リチウムィオン二次電池とほぼ同一の値であり、 リチウムイオン二次電 池に代えてニッケル—水素蓄電池の使用が可能である。
図 3は、 上記密閉型アルカリ蓄電池の内部構成を、 図 2の III— III線矢 視断面で示すもので、 ニッケルメツキ鋼板をプレス成形して有底角筒に 形成した電池缶 5内に、 ポリプロビレン製の液絡防止袋 6に収容された 第 1、 第 2、 第 3の各発電要素 A、 B、 Cが収容されている。 発電要素 A、 B、 Cは周知のように正極板及び負極板、 セパレ一夕からなる極板 群と電解液とにより構成されるもので、 ここでは複数の正極板と負極板 とをセパレ一夕を介して積層した積層構造の第 1、 第 2、 第 3の各極板 群 l a、 l b、 1 cとアルカリ性電解液が液絡防止袋 6にそれそれ収容 され、それそれ独立したニッケル一水素蓄電池の機能を有している。尚、 上記液絡防止袋 6は、 ポリプロピレン等のポリオレフイ ン樹脂の他、 ふ つ素樹脂、ポリフエ二レンスルフィ ド等を適用することができる。また、 各発電要素 A、 B、 C毎に独立した袋体を用いることなく、 図 1 に示し た第 1の実施形態の構成のように、 仕切りによって複数の発電要素収容 室を形成したものを適用することもできる。 いずれの形態の場合も樹脂 成形によって容易に製作することができる。
図 4は、 発電要素 A (発電要素 B、 Cも同一構造) の構造を示すもの で、 封筒状のセパレ一夕 2 2に収容された複数の正極板 2 0と複数の負 極板 2 1 とを交互に重ね合わせて極板群 1 aが構成され、 液絡防止袋 6 内に収納されている。 各正極板 2 0には引出リードが設けられており、 それらは束ねられて正極リ一ド 1 0 aの一端と共に溶接接合される。 ま た、 各負極板 2 1についても同様に各負極板 2 1に設けられた引出リー ドは束ねられて負極リード 1 1 aに一端と共に溶接接合される。
この正極板 2 0及び負極板 2 1、 セパレ一夕 2 2によって構成された 極板群 1 aと共に液絡防止袋 6内にアル力リ電解液が注入される。 アル 力リ電解液は液絡防止袋 6の上部が開放されているので、 ゲル化したも のを用いるのがより好ましい。 アルカリ電解液のゲル化は、 ゲル化剤を 主体とする化合物を混合してゲル化したものをセパレ一夕中に塗着する か、 あるいはセパレ一夕にゲル化剤を主体とする化合物を含浸させてお き、 極板群 1 aを液絡防止袋 6内に収納した後に、 液絡防止袋 6内に電 解液単体を注入してアル力リ電解液をゲル化する方法を採用することが できる。 このとき、 電解液の粘度を上昇させるための有機化合物の重量 は電解液の 1〜 1 5 %が望ましい。 この範囲よりも有機化合物重量が少 なくなるとアル力リ液の粘度の上昇量が少なくなり、 アル力リ液の移動 を抑制することが困難になる。 また、 有機化合物重量が電解液重量の 1 5 %を越えると、 電池内での有機化合物量の占有体積が無視し得なくな り、 電池の体積エネルギー密度が低下してしまう上に、 極板のガス透過 性が悪化し、 充電時に電池内圧が極端に上昇してしまうため好ましくな い
アルカリ電解液をゲル化するためのゲル化剤として、 親水性基を側鎖 に有するポリマーを特に限定することなく用いることができる。例えば、 ポリアク リル酸、 ポリメタク リル酸、 アク リル酸/メタク リル酸共重合 体、 ィ ソプチレン /マレィ ン酸共重合体、 ポリ ( 2 —アク リルアミ ド— 2 —メチルプロパンスルホン酸)、 ポリァク リ ロキシプロパンスルホン酸. ポリ ビニルスルホン酸などのアルカリ金属塩が挙げられる。 但し、 必ず しも全ての酸性基がアル力リ金属塩になっている必要はない。 これらは 単独で用いても、 2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 これらのう ち、 ポリアク リル酸カリ ウム、 ポリアク リル酸ナ ト リ ウム、 ポリメ夕ク リル酸カリ ウム、 ポリメ夕ク リル酸ナ ト リウムが特に好ましい。 また、 ゲル化剤は架橋ポリマーであることが好ましい。 架橋は、 例えばポリア クリル酸、 ポリメタク リル酸、 アク リル酸/メタク リル酸共重合体など の重合体を調整する際にジビニルベンゼンなどの架橋剤を添加すればよ い
上記のように構成された第 1〜第 3の各極板群 1 a、 l b、 l cを収 容した各液絡防止袋 6を電池缶 5内に収納し、 第 1〜第 3の各極板群 1 a、 l b、 1 cそれそれから引き出されている正極リード 1 0 a、 1 0 b、 1 0 c及び負極リード 1 1 a、 l i b , 1 1 cの所定位置への接続 がなされる。
電池缶 5 を封口する封口板 2は、 その缶内側に樹脂成形板 3が接合さ れている。 この封口板 2及び樹脂成形板 3には、 第 1〜第 3の各極板群 l a、 l b、 1 cそれそれに対応して貫通穴が形成され、 各液絡防止袋 6内に電解液を注入する用に供される。 第 1の極板群 1 aの上方の貫通 穴にはガスケヅ ト 1 7で封口板 2 と絶縁して中空のリベヅ ト 4がヮヅシ ャ 8を固着して取り付けられる。
前記樹脂成形板 3には 2か所に接続板 1 2 a、 1 2 bが電池缶 5内に 露出面を設けてインサートされており、 第 1〜第 3の各極板群 1 a、 1 b、 1 cを直列接続する用に供される。 第 1の極板群 1 aから引き出さ れた正極リード 1 0 aは前記ヮヅシャ 8に接合され、 負極リード 1 l a は接続板 1 2 aの一方露出面に接合される。 また、 第 2の極板群 1 bか ら引き出された正極リード 1 0 bは接続板 1 2 aの他方の露出面に接合 され、 負極リード 1 1 bは接続板 1 2 bの一方の露出面に接合される。 更に、 第 3の極板群 1 cから引き出された正極リード 1 0 cは接続板 1 2 bの他方の露出面に接合され、 負極リード 1 1 cは樹脂成形板 3に形 成された開口部 1 8を通して封口板 2に接合される。 この接続構成によ つてヮッシャ 8を正極側とし、 封口板 2を負極側とする間に、 第 1〜第 3の各極板群 l a、 l b、 1 cが直列接続された状態が得られる。 この 直列接続は、 樹脂成形板 3にインサートされた接続板 1 2 a、 1 2 bを 介してなされるため、 接続板 1 2 a、 1 2 bの樹脂成形板 3に埋設され た部分が液絡防止の作用をなし、 隣り合う発電要素間の電位差により正 極リード 1 0 b、 1 0 c、 負極リード 1 1 a、 l i bを電解液が伝う液 絡が確実に防止できる。
第 1〜第 3の各極板群 1 a、 l b、 1 cとの接続がなされた後、 封口 板 2は電池缶 5の開口端にレーザー溶接され、電池缶 5内が封口される。 この後、 封口板 2に取り付けられたリベッ ト 4の中空部から第 1の極板 群 1 aを収容した液絡防止袋 6内にアル力リ電解液が注入され、 第 2の 極板群 1 b及び第 3の極板群 1 cの上方に設けられた貫通穴からは、 そ れそれ第 1の極板群 1 b及び第 2の極板群 1 cを収容する液絡防止袋 6 内に電解液が注入され、 注液後は図 2に示すように封栓 1 3によって貫 通穴は封止される。 前記リベッ ト 4の中空部は、 その上にゴム弁体 1 4が配置され、 ゴム 弁体 1 4を包み込んで正極キヤヅプ 7がリベヅ ト 4上に接合されること により閉じられる。 この正極キヤップ 7の上面は封口板 2上に配設され た構成要素を覆う樹脂カバ一 9に開口する正極開口部 1 6 aから外部露 出して、 当該電池の正極端子 (+ ) の用に供される。 また、 ゴム弁体 1 4は、 電池の異常使用等の原因によって電池缶 5内の圧力が異常上昇し たとき、 異常内圧を外部に排出する安全弁の作用をなす。 正極キャップ 7の側面には複数の排気穴 7 aが形成されており、 平常状態では排気穴 7 aはゴム弁体 1 4によって閉じられているが、 電池缶 5内の圧力が異 常上昇したとき、 その圧力によってゴム弁体 1 4が圧縮されると、 ゴム 弁体 1 4によって塞がれていた排気穴 7 aが開口し、 内圧は排気穴 7 a から外部に放出される。 この安全弁構造が設けられていることにより、 異常使用等の原因によりガスが発生し、 内圧が上昇して電池が破裂する 事態に陥ることが防止できる。
封口板 2の上面側には、 下電極 1 5 bの延出部を封口板 2に接合して P T C素子 (過電流 ·過熱保護素子) 1 5が取り付けられ、 その上電極
1 5 aは封口板 2上の構成物を覆う樹脂カバ一 9に開口する負極開口部
1 6 bから外部露出して、 当該電池の負極端子 (―) の用に供される。 前記 P T C素子 1 5は、 正の温度係数を持つサーミス夕で、 素子温度 が所定温度以上になると抵抗値が急増するデバイスである。 正極端子 ( + ) と負極端子 (―) との間が何らかの原因によって短絡状態になつ たとき、 充放電回路と直列に接続された P T C素子 1 5には短絡電流が 流れるので、 : P T C素子 1 5の阻止内部の温度が上昇し、 その温度が所 定温度以上になると抵抗値が急増して高抵抗状態となる ト リップが生じ て短絡電流を制限する。 従って、 短絡により当該蓄電池が損傷を受ける ことが防止される。 また、 P T C素子 1 5は、 過電流による発熱だけで なく、 周囲温度の影響を受けて温度上昇すると抵抗値が増加するので、 当該蓄電池が温度上昇した状態で使用されることが防止できる。例えば、 真夏の炎天下に駐車したクルマの車内に当該蓄電池又はそれが装着され た機器が放置されていたような場合に、 電池温度は 8 0 °Cを超えるまで になることがある。 このようなときに P T C素子 1 5はト リヅプ状態に なって抵抗値が増大しているために当該蓄電池の使用は不可となり、 異 常温度状態で使用されることが防止される。 P T C素子 1 5は温度が下 がると抵抗値は低い状態に戻るので、 正常な使用可能状態に復帰する。 前記樹脂カバ一 9を電池缶 5及び封口板 2に接合することにより、 図 2に示すように、 頂面に正極端子 (+ ) 及び負極端子 (一) を外部露出 させたニッケル—水素蓄電池が構成される。 この蓄電池は熱収縮シート 等により外装を施し、 それに製品表示、 規格表示、 注意書き等を記すこ とができる。
上記構成において、 正極端子 (+ ) 及び 又は負極端子 (一) の少な く とも外部に露出する部分に金メツキを施すことが有効である。 正極端 子 (+ ) 及び負極端子 (―) には、 当該電池を接続する機器に設けられ た接触端子 (プローブ等) が接触接続されるので、 接触抵抗を低くする ことが要求される。 金は酸化皮膜が形成され難く、 それ自体の固有抵抗 も小さいので、 外部露出部分即ち接触接続部分に金メ ツキを施すことに より、 接触抵抗の低減を図ることができる。 また、 金は耐腐食性にも優 れているので、 接触面が腐食することによる接触抵抗の増加や接触不良 を無くすことができる。
上記実施形態においては、 正極キャップ 7の上面が正極端子 (+ ) に 形成され、 P T C素子 1 5の上電極 1 5 aが負極端子 (一) に形成され ているので、 金メヅキは正極キヤップ 7及び P T C素子 1 5の上電極 1 5 aの外部露出部分に部分的に施すのが好適である。 また、 正極キヤッ プ 7及び P T C素子 1 5の上電極 1 5 aがパ一ヅとして在る状態で全体 に金メツキを施すようにしてもよい。 上記構成は、 図 5に回路図として示すように、 正極端子 (+ ) と負極 端子 (一) との間に 3個の発電要素 A、 B、 Cが直列に接続され、 外部 短絡等に対処するための P T C素子 1 5を直列接続して、出力電圧が 3 . 6 Vのニッケル—水素蓄電池が構成されている。
以上説明した構成は、 出力電圧が 3 . 6 Vのニッケル一水素蓄電池に 構成した例を示したが、 組み合わせる発電要素の数は任意に選択し、 こ れを直列及び/又は並列して所要の出力電圧と放電容量をもつ密閉型ァ ルカリ蓄電池に構成することができる。
図 6は、 1 0個の発電要素 A〜 Jを電池缶 2 5内に収納して出力電圧 が 1 2 Vのニッケル—水素蓄電池に構成した第 3の実施形態の構成を示 すもので、 発電要素 A〜 Jの数を増加させたのに対応させて電池缶 2 5 等を形成した他は、 前述の 3 . 6 Vニッケル—水素蓄電池と同様に構成 することができる。 図 7は、 この 1 2 Vニッケル一水素蓄電池の回路図 を示すもので、 1 0個の発電要素 A〜 Jを直列接続して 1 2 Vの出力電 圧を得ると共に、 P T C素子 1 5を直列に接続して短絡等からの保護が 図られている。
また、 以上説明した構成では、 発電要素 A〜 Jを構成する極板群 1 a 〜 1 cとして積層構造のものを用いた例を示したが、 帯状の正極板と負 極板とをセパレー夕を介して扁平に巻回した卷回構造の極板群を適用す ることもできる。 産業上の利用可能性
以上の説明のように本発明に係る密閉型アルカリ蓄電池によれば、 電 池缶内に複数の発電要素を収納し、 直列に接続することから、 ニッケル 一水素蓄電池のように単電池では起電力が小さい電池であっても汎用性 の高い出力電圧が得られる密閉型アル力リ蓄電池に構成することに適し ている。 また、 複数の発電要素を直並列に接続することにより、 出力電 圧と同時に放電容量の増大化を図るうえで有用である。
また、 本発明の密閉型アルカリ蓄電池は、 従来必要とされていた組電 池や電池パックなどの構造に構成する必要がないことから、 部材数ゃェ 数を削減することに適している。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 絶縁性の液絡防止体 ( 46 ) にそれそれ収容された複数の 発電要素が金属製の電池缶 (45) 内に収容され、 複数の発電要素が直 列及び/又は並列に電気的接続されて前記電池缶 (4 5 ) を閉じる封口 板 (42 ) から外部露出する正極端子及び負極端子に接続されてなるこ とを特徴とする密閉型アル力リ蓄電池。
2. 絶縁性の液絡防止体 ( 6 ) にそれそれ収容された複数の発 電要素 (A〜C)が金属製の電池缶( 5 ) 内に収容され、 この電池缶( 5 ) の開口部が封口板 ( 2) により封口され、 複数の発電要素 (A〜C) が 直列及び/又は並列に電気的接続されて封口板 ( 2) の外面側に配設さ れた複数の構成要素に接続され、 複数の構成要素の導体面を正極端子
(+ ) 及び負極端子 (一) として封口板 ( 2 ) の外面側を閉じる絶縁板 ( 9 ) に設けられた開口部からそれそれ外部露出させてなることを特徴 とする密閉型アル力リ蓄電池。
3. 複数の発電要素 (A〜C) を電気的接続する接続部材 ( 1 2 a、 1 2 b) に、 その一部に絶縁被覆を形成した液絡防止手段が設け られてなることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の密閉型アル力リ
4. 複数の発電要素 (A〜C) を電気的接続する接続部材 ( 1 2 a、 1 2 b ) に、 その両端の接続部が露出するように樹脂成形板 ( 3 ) にインサートして液絡防止手段が形成されてなることを特徴とする請求 の範囲第 2項に記載の密閉型アル力リ蓄電池。
5. 各発電要素(A〜 C)に共通の空間が設けられ、封口板( 2 ) に空間内の異常内圧を外部に排出する排気弁 ( 1 4) が設けられてなる ことを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の密閉型アル力リ蓄電池。
6. 正極接続回路又は負極接続回路と直列に過電流 ·過熱保護 素子 ( 1 5 ) が配設されてなることを特徴とする請求の範囲第 2項に記 載の密閉型アル力リ蓄電池。
7. 封口板 ( 2 ) の外面側に配設された過電流 ·過熱保護素子 ( 1 5 ) の電極板 ( 1 5 a) が正極端子 (+ ) 又は負極端子 (一) に形 成されてなることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の密閉型アル力 リ蓄電池。
8. 排出弁 ( 14) を構成する金属部材が正極端子 (+ ) 又は 負極端子 (―) に形成されてなることを特徴とする請求の範囲第 2項に 記載の密閉型アル力リ蓄電池。
9. 発電要素 (A〜J ) は、 複数枚の正極板と負極板とをセパ レー夕を介して積層した積層構造の極板群を備えてなることを特徴とす る請求の範囲第 2項に記載の密閉型アル力リ蓄電池。
1 0. 発電要素 (A〜 J) は、 正極板と負極板とをセパレ一夕 を介して巻回した卷回構造の極板群を備えてなることを特徴とする請求 の範囲第 2項に記載の密閉型アル力リ蓄電池。
1 1. 発電要素 ( A〜 J ) を構成する電解液は、 ゲル状電解液 に形成されてなることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の密閉型ァ ルカリ蓄電池。
1 2 . 液絡防止体( 6 ) は、 有底筒状体の内部が各発電要素 ( A 〜 J ) を収容する複数の収容室に仕切体により仕切られてなることを特 徴とする請求の範囲第 2項に記載の密閉型アル力リ蓄電池。
1 3 . 正極端子 (+ ) 及び/もしくは負極端子 (―) に金メ ヅ キを施したことを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の密閉型アル力リ 蓄電池。
1 4 . 金メッキは、正極端子(+ )及び/もしくは負極端子(―) の外観露出部分のみに施されてなることを特徴とする請求の範囲第 1 3 項に記載の密閉型アル力リ蓄電池。
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