JP2003317795A - 圧力吸収構造を備えた電池 - Google Patents
圧力吸収構造を備えた電池Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の耐久性を向上させる。
【解決手段】 電池の集電体や隔壁、電池セル、セパレ
ータなどに圧力を吸収する特性をもたせることで、電池
の耐久性向上が図れる。例えば、ディンプル加工したプ
レートや波板状プレート、プリーツ状プレートなどを活
物質と集電体あるいは隔壁の間に装入する。また、集電
体や隔壁、電池セル、セパレータなどとして、空気バネ
のように内部に空間を有する部材や板バネ状のものを有
する部材、多数密閉部屋が存在するハニカム構造状の部
材、内部に弾性のある物質を１種あるいは複数種類充填
した部材、内部に空気と弾性のある物質を１種あるいは
複数種類充填した部材、それ自体が弾性のある物質であ
る部材、繊維状あるいは発泡状のものを成形した部材、
中空糸状のものを成形した部材などが使用できる。
ータなどに圧力を吸収する特性をもたせることで、電池
の耐久性向上が図れる。例えば、ディンプル加工したプ
レートや波板状プレート、プリーツ状プレートなどを活
物質と集電体あるいは隔壁の間に装入する。また、集電
体や隔壁、電池セル、セパレータなどとして、空気バネ
のように内部に空間を有する部材や板バネ状のものを有
する部材、多数密閉部屋が存在するハニカム構造状の部
材、内部に弾性のある物質を１種あるいは複数種類充填
した部材、内部に空気と弾性のある物質を１種あるいは
複数種類充填した部材、それ自体が弾性のある物質であ
る部材、繊維状あるいは発泡状のものを成形した部材、
中空糸状のものを成形した部材などが使用できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集電体や隔壁、電
池セル、セパレータなどの電池構成部材に圧力を吸収す
る特性を持たせることで、電池の耐久性を向上させた圧
力吸収構造を備えた電池に関するものである。
池セル、セパレータなどの電池構成部材に圧力を吸収す
る特性を持たせることで、電池の耐久性を向上させた圧
力吸収構造を備えた電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特許第３０５１４０１号公報には、電池
活物質を粉体又は粒子にして構成した、いわゆる三次元
電池が開示されている。また、積層化された三次元電池
についても既に特許出願がなされている（特願平１１−
３０９６２７）。また、粒子状活物質を充填して固定層
とした三次元電池についても、本出願人が特許出願して
いる（特願２０００−３３２２８１、特願２０００−３
３２５０３）。また、活物質材料粉末に導電フィラーを
加えて樹脂で粒子状等に成形し硬化させた電池活物質
（特願２００１−２８０８４７）や、活物質材料粉末に
導電フィラーを加え樹脂で硬化させた一次成形体をプレ
ート状等に二次成形した電池活物質（特願２００１−２
８０８４８）についても、本出願人が特許出願してい
る。さらに、蛇腹状セパレータを用いた電池（特願２０
０１−２８４４９１）、袋状セパレータを用いた電池
（特願２００２−６７９７６）、プリーツ状セパレータ
を用いた電池（特願２００２−６７９７７）について
も、本出願人が特許出願している。
活物質を粉体又は粒子にして構成した、いわゆる三次元
電池が開示されている。また、積層化された三次元電池
についても既に特許出願がなされている（特願平１１−
３０９６２７）。また、粒子状活物質を充填して固定層
とした三次元電池についても、本出願人が特許出願して
いる（特願２０００−３３２２８１、特願２０００−３
３２５０３）。また、活物質材料粉末に導電フィラーを
加えて樹脂で粒子状等に成形し硬化させた電池活物質
（特願２００１−２８０８４７）や、活物質材料粉末に
導電フィラーを加え樹脂で硬化させた一次成形体をプレ
ート状等に二次成形した電池活物質（特願２００１−２
８０８４８）についても、本出願人が特許出願してい
る。さらに、蛇腹状セパレータを用いた電池（特願２０
０１−２８４４９１）、袋状セパレータを用いた電池
（特願２００２−６７９７６）、プリーツ状セパレータ
を用いた電池（特願２００２−６７９７７）について
も、本出願人が特許出願している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】充電と放電が可能であ
る二次電池は、電池の充電／放電によって電池活物質が
膨張／収縮するので、活物質と集電体や隔壁との接触抵
抗が変化し、長期的には電池性能が劣化していく。この
場合、電池活物質を薄くつくり、正極と負極を近距離に
配置することにより、膨張／収縮はある程度吸収できる
が、やはり長期的に見ると電池性能が劣化していく。ま
た、事前に膨張／収縮の割合を実験的に求めたり、ある
いは計算により算出したりして電池設計しても、セルを
積層しているタイプでは、それぞれの電池のバランスが
崩れるなどにより、性能が劣化していく。
る二次電池は、電池の充電／放電によって電池活物質が
膨張／収縮するので、活物質と集電体や隔壁との接触抵
抗が変化し、長期的には電池性能が劣化していく。この
場合、電池活物質を薄くつくり、正極と負極を近距離に
配置することにより、膨張／収縮はある程度吸収できる
が、やはり長期的に見ると電池性能が劣化していく。ま
た、事前に膨張／収縮の割合を実験的に求めたり、ある
いは計算により算出したりして電池設計しても、セルを
積層しているタイプでは、それぞれの電池のバランスが
崩れるなどにより、性能が劣化していく。
【０００４】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、集電体や隔壁、電池セル、セパレ
ータなどの電池構成部材に圧力を吸収する特性を持たせ
ることにより、電池活物質の膨張／収縮を圧力吸収体で
吸収して、活物質と集電体や隔壁との接触を良好な状態
で長期間保ち、電池性能の劣化を遅延させることができ
る圧力吸収構造を備えた電池を提供することにある。
で、本発明の目的は、集電体や隔壁、電池セル、セパレ
ータなどの電池構成部材に圧力を吸収する特性を持たせ
ることにより、電池活物質の膨張／収縮を圧力吸収体で
吸収して、活物質と集電体や隔壁との接触を良好な状態
で長期間保ち、電池性能の劣化を遅延させることができ
る圧力吸収構造を備えた電池を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の圧力吸収構造を備えた電池は、電池セル
に対向して設けられた正極集電体と負極集電体の間に、
セパレータを挟んで正極集電体側に正極活物質の粒子又
は成形体が充填され、負極集電体側に負極活物質の粒子
又は成形体が充填され、電池セルに電解液を充填して構
成されており、集電体、電池セル、セパレータなどの電
池構成部材の一部又は全部が、圧力を吸収する特性を持
たせた圧力吸収部材であるように構成されている（図
８、図９、図１０、図１１参照）。
めに、本発明の圧力吸収構造を備えた電池は、電池セル
に対向して設けられた正極集電体と負極集電体の間に、
セパレータを挟んで正極集電体側に正極活物質の粒子又
は成形体が充填され、負極集電体側に負極活物質の粒子
又は成形体が充填され、電池セルに電解液を充填して構
成されており、集電体、電池セル、セパレータなどの電
池構成部材の一部又は全部が、圧力を吸収する特性を持
たせた圧力吸収部材であるように構成されている（図
８、図９、図１０、図１１参照）。
【０００６】また、本発明の電池は、電池セルに対向し
て設けられた正極集電体と負極集電体の間に、蛇腹状の
セパレータが交互に両集電体に近接するように配置さ
れ、蛇腹状のセパレータと正極集電体で区画される空間
に正極活物質が充填され、蛇腹状のセパレータと負極集
電体で区画される空間に負極活物質が充填されて、正極
活物質と負極活物質とがセパレータを挟んで交互に組み
込まれ、電池セルに電解液を充填して構成されており、
集電体、電池セル、セパレータなどの電池構成部材の一
部又は全部が、圧力を吸収する特性を持たせた圧力吸収
部材であることを特徴としている（図６、図７参照）。
て設けられた正極集電体と負極集電体の間に、蛇腹状の
セパレータが交互に両集電体に近接するように配置さ
れ、蛇腹状のセパレータと正極集電体で区画される空間
に正極活物質が充填され、蛇腹状のセパレータと負極集
電体で区画される空間に負極活物質が充填されて、正極
活物質と負極活物質とがセパレータを挟んで交互に組み
込まれ、電池セルに電解液を充填して構成されており、
集電体、電池セル、セパレータなどの電池構成部材の一
部又は全部が、圧力を吸収する特性を持たせた圧力吸収
部材であることを特徴としている（図６、図７参照）。
【０００７】また、本発明の電池は、電池セルに対向し
て設けられた正極集電体と負極集電体の間に、正極活物
質を少なくとも１辺が開口した袋状セパレータに充填し
たものと、負極活物質を少なくとも１辺が開口した袋状
セパレータに充填したものとが、正極集電体側に正極活
物質を充填した袋状セパレータの開口部が位置し、負極
集電体側に負極活物質を充填した袋状セパレータの開口
部が位置するように交互に重ね合わせて充填され、電池
セルに電解液を充填して構成されており、集電体、電池
セル、セパレータなどの電池構成部材の一部又は全部
が、圧力を吸収する特性を持たせた圧力吸収部材である
ことを特徴としている（図４、図５参照）。
て設けられた正極集電体と負極集電体の間に、正極活物
質を少なくとも１辺が開口した袋状セパレータに充填し
たものと、負極活物質を少なくとも１辺が開口した袋状
セパレータに充填したものとが、正極集電体側に正極活
物質を充填した袋状セパレータの開口部が位置し、負極
集電体側に負極活物質を充填した袋状セパレータの開口
部が位置するように交互に重ね合わせて充填され、電池
セルに電解液を充填して構成されており、集電体、電池
セル、セパレータなどの電池構成部材の一部又は全部
が、圧力を吸収する特性を持たせた圧力吸収部材である
ことを特徴としている（図４、図５参照）。
【０００８】また、本発明の電池は、電池セルに対向し
て設けられた正極集電体と負極集電体の間に、交互に両
集電体に近接するような形状のプリーツ状セパレータに
一方から正極活物質を充填し、他方から負極活物質を充
填して、セパレータのひだで形成される空間に正極活物
質と負極活物質とを交互に配置したものが、正極集電体
側に正極活物質が充填された面が位置し、負極集電体側
に負極活物質が充填された面が位置するように充填さ
れ、電池セルに電解液を充填して構成されており、集電
体、電池セル、セパレータなどの電池構成部材の一部又
は全部が、圧力を吸収する特性を持たせた圧力吸収部材
であることを特徴としている（図１、図２、図３参
照）。上記の構成においては、電池活物質の任意の面を
イオン通過型集電体で被覆することが可能であり、その
場合、イオン通過型集電体に圧力を吸収する特性を持た
せてもよい。
て設けられた正極集電体と負極集電体の間に、交互に両
集電体に近接するような形状のプリーツ状セパレータに
一方から正極活物質を充填し、他方から負極活物質を充
填して、セパレータのひだで形成される空間に正極活物
質と負極活物質とを交互に配置したものが、正極集電体
側に正極活物質が充填された面が位置し、負極集電体側
に負極活物質が充填された面が位置するように充填さ
れ、電池セルに電解液を充填して構成されており、集電
体、電池セル、セパレータなどの電池構成部材の一部又
は全部が、圧力を吸収する特性を持たせた圧力吸収部材
であることを特徴としている（図１、図２、図３参
照）。上記の構成においては、電池活物質の任意の面を
イオン通過型集電体で被覆することが可能であり、その
場合、イオン通過型集電体に圧力を吸収する特性を持た
せてもよい。
【０００９】また、本発明の電池は、電池セルに対向し
て設けられた正極集電体と負極集電体の間に、正極活物
質で表面をコートした電子伝導性のある繊維状物質が正
極集電体と接触し、負極活物質で表面をコートした電子
伝導性のある繊維状物質が負極集電体と接触するよう
に、正極として使用する繊維状物質と負極として使用す
る繊維状物質とをセパレータを挟んで並べるかもしくは
織物として積層し、又は正極として使用する繊維状物質
の外表面が電子伝導性が無くイオン伝導性のある物質で
被覆されたものと、負極として使用する繊維状物質の外
表面が電子伝導性が無くイオン伝導性のある物質で被覆
されたものとを並べるかもしくは織物として積層し、電
池セルに電解液を充填して構成されており、集電体、電
池セル、セパレータなどの電池構成部材の一部又は全部
が、圧力を吸収する特性を持たせた圧力吸収部材である
ことを特徴としている（図１２、図１３参照）。これら
の構成においては、単セルを隔壁で隔てて積層してい
き、高電圧とした電池とすることができ、その場合、隔
壁に圧力を吸収する特性を持たせることが可能である
（図２、図３参照）。
て設けられた正極集電体と負極集電体の間に、正極活物
質で表面をコートした電子伝導性のある繊維状物質が正
極集電体と接触し、負極活物質で表面をコートした電子
伝導性のある繊維状物質が負極集電体と接触するよう
に、正極として使用する繊維状物質と負極として使用す
る繊維状物質とをセパレータを挟んで並べるかもしくは
織物として積層し、又は正極として使用する繊維状物質
の外表面が電子伝導性が無くイオン伝導性のある物質で
被覆されたものと、負極として使用する繊維状物質の外
表面が電子伝導性が無くイオン伝導性のある物質で被覆
されたものとを並べるかもしくは織物として積層し、電
池セルに電解液を充填して構成されており、集電体、電
池セル、セパレータなどの電池構成部材の一部又は全部
が、圧力を吸収する特性を持たせた圧力吸収部材である
ことを特徴としている（図１２、図１３参照）。これら
の構成においては、単セルを隔壁で隔てて積層してい
き、高電圧とした電池とすることができ、その場合、隔
壁に圧力を吸収する特性を持たせることが可能である
（図２、図３参照）。
【００１０】圧力吸収部材としては、空気バネのように
内部に空間を有する部材や板バネ状のものを有する部材
が使用できる（図２、図３参照）。また、多数密閉部屋
が存在するハニカム構造状の部材が使用できる（図４、
図５参照）。また、内部に弾性のある物質を１種あるい
は複数種類充填した部材が使用できる。また、内部に空
気と弾性のある物質を１種あるいは複数種類充填した部
材が使用できる（図６、図７参照）。また、それ自体が
弾性のある物質である部材が使用できる（図１２、図１
３参照）。また、繊維状あるいは発泡状のものを成形し
た部材が使用できる（図８、図９参照）。また、中空糸
状のものを成形した部材が使用できる（図１０、図１１
参照）。これらの部材は、活物質と集電体の間、活物質
と隔壁の間、活物質と電池セルの間、活物質とセパレー
タの間などに装入して使用してもよいし、集電体や隔
壁、電池セル、セパレータ自体を上記の部材としてもよ
い。
内部に空間を有する部材や板バネ状のものを有する部材
が使用できる（図２、図３参照）。また、多数密閉部屋
が存在するハニカム構造状の部材が使用できる（図４、
図５参照）。また、内部に弾性のある物質を１種あるい
は複数種類充填した部材が使用できる。また、内部に空
気と弾性のある物質を１種あるいは複数種類充填した部
材が使用できる（図６、図７参照）。また、それ自体が
弾性のある物質である部材が使用できる（図１２、図１
３参照）。また、繊維状あるいは発泡状のものを成形し
た部材が使用できる（図８、図９参照）。また、中空糸
状のものを成形した部材が使用できる（図１０、図１１
参照）。これらの部材は、活物質と集電体の間、活物質
と隔壁の間、活物質と電池セルの間、活物質とセパレー
タの間などに装入して使用してもよいし、集電体や隔
壁、電池セル、セパレータ自体を上記の部材としてもよ
い。
【００１１】また、圧力吸収部材としては、表面をディ
ンプル加工したプレートや波板状プレート、プリーツ状
プレートなどが使用できる（図１参照）。これらの部材
は、活物質と集電体の間、活物質と隔壁の間、活物質と
電池セルの間、活物質とセパレータの間などに装入して
使用することができる。なお、集電体や隔壁、電池セ
ル、セパレータ自体をディンプル加工、波板状に成形、
プリーツ加工等してもよい。集電体や隔壁は、電子伝導
性がありイオン伝導性がない物質であればよく、例え
ば、プラスチックなどの射出成形品やプレス成形品を金
属メッキしたものとか、ニッケル金属薄板をプレス成形
したものや、金属薄板をプレス成形したものに金属メッ
キしたものなど、安価に製造できる。
ンプル加工したプレートや波板状プレート、プリーツ状
プレートなどが使用できる（図１参照）。これらの部材
は、活物質と集電体の間、活物質と隔壁の間、活物質と
電池セルの間、活物質とセパレータの間などに装入して
使用することができる。なお、集電体や隔壁、電池セ
ル、セパレータ自体をディンプル加工、波板状に成形、
プリーツ加工等してもよい。集電体や隔壁は、電子伝導
性がありイオン伝導性がない物質であればよく、例え
ば、プラスチックなどの射出成形品やプレス成形品を金
属メッキしたものとか、ニッケル金属薄板をプレス成形
したものや、金属薄板をプレス成形したものに金属メッ
キしたものなど、安価に製造できる。
【００１２】電池セルは、電子伝導性、イオン伝導性と
もにない物質であればよく、例えば、プラスチックなど
の射出成形品やプレス成形品、あるいは金属板に電子伝
導性、イオン伝導性のない樹脂をコーティングしたも
の、あるいは不織布や発泡プラスチック、発泡金属など
のイオン伝導性があるものに電子伝導性、イオン伝導性
のない樹脂をコーティングしたものなど、安価に製造で
きる。セパレータは、電子伝導性がなくイオン伝導性が
ある物質であればよく、例えば、不織布や発泡プラスチ
ックなど、安価に製造できる。イオン通過型集電体は、
電子伝導性、イオン伝導性ともにある物質であればよ
く、例えば、発泡ニッケル金属、あるいは不織布や発泡
プラスチックにニッケルメッキしたものなど、安価に製
造できる。
もにない物質であればよく、例えば、プラスチックなど
の射出成形品やプレス成形品、あるいは金属板に電子伝
導性、イオン伝導性のない樹脂をコーティングしたも
の、あるいは不織布や発泡プラスチック、発泡金属など
のイオン伝導性があるものに電子伝導性、イオン伝導性
のない樹脂をコーティングしたものなど、安価に製造で
きる。セパレータは、電子伝導性がなくイオン伝導性が
ある物質であればよく、例えば、不織布や発泡プラスチ
ックなど、安価に製造できる。イオン通過型集電体は、
電子伝導性、イオン伝導性ともにある物質であればよ
く、例えば、発泡ニッケル金属、あるいは不織布や発泡
プラスチックにニッケルメッキしたものなど、安価に製
造できる。
【００１３】上記のように、圧力吸収部材である集電
体、隔壁、イオン通過型集電体、集電体や隔壁と活物質
の間に装入される部材などの表面に、耐アルカリ性の金
属メッキ（ニッケル、チタン等）を施して使用すること
ができる。また、圧力吸収部材である電池セル、電池セ
ルと活物質の間に装入される部材の表面に、耐アルカリ
性で非導電性の樹脂をコーティングして使用することが
できる。さらに、圧力吸収部材であるセパレータ、セパ
レータと活物質の間に装入される部材の表面に、耐アル
カリ性で非導電性の多孔性樹脂をコーティングして使用
することができる。
体、隔壁、イオン通過型集電体、集電体や隔壁と活物質
の間に装入される部材などの表面に、耐アルカリ性の金
属メッキ（ニッケル、チタン等）を施して使用すること
ができる。また、圧力吸収部材である電池セル、電池セ
ルと活物質の間に装入される部材の表面に、耐アルカリ
性で非導電性の樹脂をコーティングして使用することが
できる。さらに、圧力吸収部材であるセパレータ、セパ
レータと活物質の間に装入される部材の表面に、耐アル
カリ性で非導電性の多孔性樹脂をコーティングして使用
することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することが可能な
ものである。図１は、本発明の実施の第１形態による圧
力吸収構造を備えた電池の一例を示している。本実施の
形態は、一例として、プリーツ状セパレータを用いた基
本ユニットのみで電池を構成した場合で、波板状圧力吸
収板を活物質と集電体の間に装入したものである。活物
質としては、例えば、電池反応を起こす活物質材料に導
電性フィラーと樹脂を加えたものが使用できる。活物質
材料としては、電池の種類や正極、負極を問わず、全て
の活物質材料を用いることが可能であるが、ニッケル水
素電池の場合、一例として、水酸化ニッケル粉末２００
０gとＥＶＡ樹脂２００gと導電性フィラー（カーボンブ
ラックとカーボン繊維）３００gを混合して正極活物質
１０をつくることができる。同様に、ニッケル水素電池
の場合、一例として、水素吸蔵合金粉末６０００gとＥ
ＶＡ樹脂２００gと導電性フィラー（カーボンブラック
とカーボン繊維）３００gを混合して負極活物質１２を
つくることができる。
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することが可能な
ものである。図１は、本発明の実施の第１形態による圧
力吸収構造を備えた電池の一例を示している。本実施の
形態は、一例として、プリーツ状セパレータを用いた基
本ユニットのみで電池を構成した場合で、波板状圧力吸
収板を活物質と集電体の間に装入したものである。活物
質としては、例えば、電池反応を起こす活物質材料に導
電性フィラーと樹脂を加えたものが使用できる。活物質
材料としては、電池の種類や正極、負極を問わず、全て
の活物質材料を用いることが可能であるが、ニッケル水
素電池の場合、一例として、水酸化ニッケル粉末２００
０gとＥＶＡ樹脂２００gと導電性フィラー（カーボンブ
ラックとカーボン繊維）３００gを混合して正極活物質
１０をつくることができる。同様に、ニッケル水素電池
の場合、一例として、水素吸蔵合金粉末６０００gとＥ
ＶＡ樹脂２００gと導電性フィラー（カーボンブラック
とカーボン繊維）３００gを混合して負極活物質１２を
つくることができる。
【００１５】つぎに、一例として、イオン通過型集電
体、セパレータ、イオン通過型集電体の順で重ねて積層
シートを作製し、このシートを直角方向より１mm厚さの
当て板で押して折り曲げる。さらに反対側から５mmの隙
間を空けて、１mm厚さの当て板で押して折り曲げる。こ
れらを繰り返して順次折り曲げていき、プリーツ状セパ
レータ１４とする。なお、プリーツ加工の方法は何でも
よく、プリーツの幅や長さ、厚み等も任意に選定でき
る。プリーツ状セパレータ１４の一方から正極活物質１
０を充填し、こぼれないように板などを当てる。続いて
他方から負極活物質１２を充填し、こぼれないように板
などを当てる。プリーツ状セパレータ１４に正極活物質
１０及び負極活物質１２を充填したものを、上下左右か
ら適度に圧密し、基本ユニットとする。
体、セパレータ、イオン通過型集電体の順で重ねて積層
シートを作製し、このシートを直角方向より１mm厚さの
当て板で押して折り曲げる。さらに反対側から５mmの隙
間を空けて、１mm厚さの当て板で押して折り曲げる。こ
れらを繰り返して順次折り曲げていき、プリーツ状セパ
レータ１４とする。なお、プリーツ加工の方法は何でも
よく、プリーツの幅や長さ、厚み等も任意に選定でき
る。プリーツ状セパレータ１４の一方から正極活物質１
０を充填し、こぼれないように板などを当てる。続いて
他方から負極活物質１２を充填し、こぼれないように板
などを当てる。プリーツ状セパレータ１４に正極活物質
１０及び負極活物質１２を充填したものを、上下左右か
ら適度に圧密し、基本ユニットとする。
【００１６】そして、一例として、ニッケル板をプレス
加工して溝深さ２mmで溝間隔２mmの波板状圧力吸収板１
６をつくる。この波板状圧力吸収板１６で上記の基本ユ
ニットを挟んだ状態で、正極集電体１８と正極活物質１
０の間及び負極集電体２０と負極活物質１２の間に波板
状圧力吸収板１６が配置されるように、正極集電体１
８、負極集電体２０を備えた電池セル２２に装填し、さ
らに電解質（ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ等）溶液を充
填して、電池として組み立てる。本実施の形態では、波
板状圧力吸収板の他に、ディンプル加工した圧力吸収板
やプリーツ状の圧力吸収板などが使用できる。電池活物
質の膨張・収縮が圧力吸収部材で吸収されるので、活物
質と集電体の接触が良好な状態を長期間保つことがで
き、電池性能の劣化が遅延できる。
加工して溝深さ２mmで溝間隔２mmの波板状圧力吸収板１
６をつくる。この波板状圧力吸収板１６で上記の基本ユ
ニットを挟んだ状態で、正極集電体１８と正極活物質１
０の間及び負極集電体２０と負極活物質１２の間に波板
状圧力吸収板１６が配置されるように、正極集電体１
８、負極集電体２０を備えた電池セル２２に装填し、さ
らに電解質（ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ等）溶液を充
填して、電池として組み立てる。本実施の形態では、波
板状圧力吸収板の他に、ディンプル加工した圧力吸収板
やプリーツ状の圧力吸収板などが使用できる。電池活物
質の膨張・収縮が圧力吸収部材で吸収されるので、活物
質と集電体の接触が良好な状態を長期間保つことがで
き、電池性能の劣化が遅延できる。
【００１７】図２は、本発明の実施の第２形態による圧
力吸収構造を備えた電池の一例を示している。本実施の
形態は、プリーツ状セパレータを用いた基本ユニットを
複数個（図２では、一例として３個）並列に組み込んだ
ものを複数層（図２では、一例として３層）直列に積層
して電池を構成した場合で、空気バネ式圧力吸収型隔壁
を各層の間に装入したものである。基本ユニット２４の
製作方法は、実施の第１形態の場合と同様である。一例
として、図３に示すような外表面がニッケル製（厚さ
０．２mm）で内部に空気の入った密閉空間を有する厚み
２mmの空気バネ式圧力吸収隔壁２６を使用する。電池セ
ル２２に基本ユニット２４を３個並列に装填し、これを
空気バネ式圧力吸収隔壁２６を介して直列に３個接続
し、電池として組み立てる。本実施の形態では、空気バ
ネ式の部材の他に、板バネ状の部材などが使用できる。
他の構成及び作用は、実施の第１形態の場合と同様であ
る。電池活物質の膨張・収縮が圧力吸収部材で吸収され
るので、活物質と隔壁や集電体の接触が良好な状態を長
期間保つことができ、電池性能の劣化が遅延できる。
力吸収構造を備えた電池の一例を示している。本実施の
形態は、プリーツ状セパレータを用いた基本ユニットを
複数個（図２では、一例として３個）並列に組み込んだ
ものを複数層（図２では、一例として３層）直列に積層
して電池を構成した場合で、空気バネ式圧力吸収型隔壁
を各層の間に装入したものである。基本ユニット２４の
製作方法は、実施の第１形態の場合と同様である。一例
として、図３に示すような外表面がニッケル製（厚さ
０．２mm）で内部に空気の入った密閉空間を有する厚み
２mmの空気バネ式圧力吸収隔壁２６を使用する。電池セ
ル２２に基本ユニット２４を３個並列に装填し、これを
空気バネ式圧力吸収隔壁２６を介して直列に３個接続
し、電池として組み立てる。本実施の形態では、空気バ
ネ式の部材の他に、板バネ状の部材などが使用できる。
他の構成及び作用は、実施の第１形態の場合と同様であ
る。電池活物質の膨張・収縮が圧力吸収部材で吸収され
るので、活物質と隔壁や集電体の接触が良好な状態を長
期間保つことができ、電池性能の劣化が遅延できる。
【００１８】図４は、本発明の実施の第３形態による圧
力吸収構造を備えた電池の一例を示している。本実施の
形態は、袋状セパレータを用いた基本ユニットのみで電
池を構成した場合で、ハニカム状圧力吸収集電体を装填
したものである。一例として、ニッケル水素電池の場
合、水酸化ニッケル粉末２０００gとＥＶＡ樹脂２００g
と導電性フィラー（カーボンブラックとカーボン繊維）
３００gを混合した後、０．１MPaの圧力で加圧成形し
て、１００mm×３０mm×３mmＴのプレート状の正極活物
質２８をつくることができる。同様に、水素吸蔵合金粉
末６０００gとＥＶＡ樹脂２００gと導電性フィラー（カ
ーボンブラックとカーボン繊維）３００gを混合した
後、０．１MPaの圧力で加圧成形して、１００mm×３０m
m×２mmＴのプレート状の負極活物質３０をつくること
ができる。プレート状の正極活物質２８、負極活物質３
０の表面の任意の面（例えば、４面）をイオン通過型集
電体３２（発泡ニッケルシート）で被覆する。この正極
活物質２８、負極活物質３０をそれぞれ袋状セパレータ
３４に充填する。袋状セパレータ３４は、平面状のセパ
レータを２つに折ったり、２枚重ねるなどして、１〜３
辺を融着又は縫合し、２辺又は３辺が閉じた袋状とした
ものであり、閉じ方等は任意である。
力吸収構造を備えた電池の一例を示している。本実施の
形態は、袋状セパレータを用いた基本ユニットのみで電
池を構成した場合で、ハニカム状圧力吸収集電体を装填
したものである。一例として、ニッケル水素電池の場
合、水酸化ニッケル粉末２０００gとＥＶＡ樹脂２００g
と導電性フィラー（カーボンブラックとカーボン繊維）
３００gを混合した後、０．１MPaの圧力で加圧成形し
て、１００mm×３０mm×３mmＴのプレート状の正極活物
質２８をつくることができる。同様に、水素吸蔵合金粉
末６０００gとＥＶＡ樹脂２００gと導電性フィラー（カ
ーボンブラックとカーボン繊維）３００gを混合した
後、０．１MPaの圧力で加圧成形して、１００mm×３０m
m×２mmＴのプレート状の負極活物質３０をつくること
ができる。プレート状の正極活物質２８、負極活物質３
０の表面の任意の面（例えば、４面）をイオン通過型集
電体３２（発泡ニッケルシート）で被覆する。この正極
活物質２８、負極活物質３０をそれぞれ袋状セパレータ
３４に充填する。袋状セパレータ３４は、平面状のセパ
レータを２つに折ったり、２枚重ねるなどして、１〜３
辺を融着又は縫合し、２辺又は３辺が閉じた袋状とした
ものであり、閉じ方等は任意である。
【００１９】正極活物質２８を袋状セパレータ３４に充
填したものと、負極活物質３０を袋状セパレータ３４に
充填したものとを、交互に重ね合わせて基本ユニットと
する。なお、基本ユニットに含まれる活物質の数は任意
である。そして、一例として、図５に示すような、内部
に空気を充填した多数の密閉小部屋（内部空間：２mm□
×１００mmＬなど任意）を有する鉄製で、外表面がニッ
ケルメッキされた厚み２mmのハニカム状圧力吸収集電体
３６を使用する。ハニカム状圧力吸収集電体３６を正極
集電体１８、負極集電体２０それぞれに配置し、電池セ
ル２２に上記の基本ユニットを装填して、電池として組
み立てる。なお、袋状セパレータと集電体が接触する箇
所が過度に圧密されショートする場合は、その箇所を熱
や超音波などによりセパレータ自体を融着させる、ある
いはセパレータ側に絶縁体の樹脂を塗る、あるいは活物
質に絶縁体の樹脂を塗るなどによりショートを防止す
る。他の構成及び作用は、実施の第１形態の場合と同様
である。
填したものと、負極活物質３０を袋状セパレータ３４に
充填したものとを、交互に重ね合わせて基本ユニットと
する。なお、基本ユニットに含まれる活物質の数は任意
である。そして、一例として、図５に示すような、内部
に空気を充填した多数の密閉小部屋（内部空間：２mm□
×１００mmＬなど任意）を有する鉄製で、外表面がニッ
ケルメッキされた厚み２mmのハニカム状圧力吸収集電体
３６を使用する。ハニカム状圧力吸収集電体３６を正極
集電体１８、負極集電体２０それぞれに配置し、電池セ
ル２２に上記の基本ユニットを装填して、電池として組
み立てる。なお、袋状セパレータと集電体が接触する箇
所が過度に圧密されショートする場合は、その箇所を熱
や超音波などによりセパレータ自体を融着させる、ある
いはセパレータ側に絶縁体の樹脂を塗る、あるいは活物
質に絶縁体の樹脂を塗るなどによりショートを防止す
る。他の構成及び作用は、実施の第１形態の場合と同様
である。
【００２０】図６は、本発明の実施の第４形態による圧
力吸収構造を備えた電池の一例を示している。本実施の
形態は、蛇腹状セパレータを用いた基本ユニットのみで
電池を構成した場合で、内部に空気と弾性のある物質を
充填した圧力吸収集電体を装填したものである。イオン
通過型集電体３２で被覆した正極活物質２８、負極活物
質３０の製作方法は、実施の第３形態の場合と同様であ
る。蛇腹状セパレータ３８を挟んで正極活物質２８、負
極活物質３０を交互に組み込む。そして、一例として、
図７に示すような外表面がニッケル製で内部に直径２mm
のゴム球と空気の入った密閉空間を有する厚み２mmの圧
力吸収集電体４０を使用する。弾性のある物質として
は、ゴムだけでなく任意の物質が使用できる。この圧力
吸収集電体４０は、前述した空気バネ式のニッケル製部
材の内部にゴム球等を充填してつくることができる。こ
の圧力吸収集電体４０を正極集電体１８、負極集電体２
０それぞれに配置し、電池セル２２に上記の基本ユニッ
トを充填して、電池として組み立てる。他の構成及び作
用は、実施の第１、第３形態の場合と同様である。
力吸収構造を備えた電池の一例を示している。本実施の
形態は、蛇腹状セパレータを用いた基本ユニットのみで
電池を構成した場合で、内部に空気と弾性のある物質を
充填した圧力吸収集電体を装填したものである。イオン
通過型集電体３２で被覆した正極活物質２８、負極活物
質３０の製作方法は、実施の第３形態の場合と同様であ
る。蛇腹状セパレータ３８を挟んで正極活物質２８、負
極活物質３０を交互に組み込む。そして、一例として、
図７に示すような外表面がニッケル製で内部に直径２mm
のゴム球と空気の入った密閉空間を有する厚み２mmの圧
力吸収集電体４０を使用する。弾性のある物質として
は、ゴムだけでなく任意の物質が使用できる。この圧力
吸収集電体４０は、前述した空気バネ式のニッケル製部
材の内部にゴム球等を充填してつくることができる。こ
の圧力吸収集電体４０を正極集電体１８、負極集電体２
０それぞれに配置し、電池セル２２に上記の基本ユニッ
トを充填して、電池として組み立てる。他の構成及び作
用は、実施の第１、第３形態の場合と同様である。
【００２１】図８は、本発明の実施の第５形態による圧
力吸収構造を備えた電池の一例を示している。本実施の
形態は、プレート状活物質を用いた基本ユニットのみで
電池を構成した場合で、繊維状圧力吸収集電体を装填し
たものである。一例として、ニッケル水素電池の場合、
水酸化ニッケル粉末２０００gとＥＶＡ樹脂２００gと導
電性フィラー（カーボンブラックとカーボン繊維）３０
０gを混合した後、０．１MPaの圧力で加圧成形して、１
００mm□×３mmＴのプレート状の正極活物質４２をつく
ることができる。同様に、水素吸蔵合金粉末６０００g
とＥＶＡ樹脂２００gと導電性フィラー（カーボンブラ
ックとカーボン繊維）３００gを混合した後、０．１MPa
の圧力で加圧成形して、１００mm□×２mmＴのプレート
状の負極活物質４４をつくることができる。そして、一
例として、図９に示すような、直径０．１mmのニッケル
繊維を不織布シートとしたものである厚み２mmの繊維状
圧力吸収集電体４６を使用する。繊維状圧力吸収集電体
（ニッケル繊維不織布シート）４６を正極集電体１８、
負極集電体２０それぞれに配置し、セパレータ４８を挟
んで電池セル２２に上記の正極活物質４２、負極活物質
４４を充填して、電池として組み立てる。本実施の形態
では、繊維状の圧力吸収部材の他に、発泡状の圧力吸収
部材（発泡ニッケルシートなど）が使用できる。他の構
成及び作用は、実施の第１、第３、第４形態の場合と同
様である。
力吸収構造を備えた電池の一例を示している。本実施の
形態は、プレート状活物質を用いた基本ユニットのみで
電池を構成した場合で、繊維状圧力吸収集電体を装填し
たものである。一例として、ニッケル水素電池の場合、
水酸化ニッケル粉末２０００gとＥＶＡ樹脂２００gと導
電性フィラー（カーボンブラックとカーボン繊維）３０
０gを混合した後、０．１MPaの圧力で加圧成形して、１
００mm□×３mmＴのプレート状の正極活物質４２をつく
ることができる。同様に、水素吸蔵合金粉末６０００g
とＥＶＡ樹脂２００gと導電性フィラー（カーボンブラ
ックとカーボン繊維）３００gを混合した後、０．１MPa
の圧力で加圧成形して、１００mm□×２mmＴのプレート
状の負極活物質４４をつくることができる。そして、一
例として、図９に示すような、直径０．１mmのニッケル
繊維を不織布シートとしたものである厚み２mmの繊維状
圧力吸収集電体４６を使用する。繊維状圧力吸収集電体
（ニッケル繊維不織布シート）４６を正極集電体１８、
負極集電体２０それぞれに配置し、セパレータ４８を挟
んで電池セル２２に上記の正極活物質４２、負極活物質
４４を充填して、電池として組み立てる。本実施の形態
では、繊維状の圧力吸収部材の他に、発泡状の圧力吸収
部材（発泡ニッケルシートなど）が使用できる。他の構
成及び作用は、実施の第１、第３、第４形態の場合と同
様である。
【００２２】図１０は、本発明の実施の第６形態による
圧力吸収構造を備えた電池の一例を示している。本実施
の形態は、造粒した粒子状の活物質を用いた基本ユニッ
トのみで電池を構成した場合で、中空糸状のものを成形
した圧力吸収集電体を装填したものである。一例とし
て、ニッケル水素電池の場合、内容積１０リットルのヘ
ンシェルミキサーに粒子状黒鉛（アセチレンブラック、
ケッチェンブラック）を１５０g入れ、１０００rpmで約
３分間攪拌して粒子状黒鉛を十分に分散する。これに、
電池用水酸化ニッケル粉末を１０００g、炭素繊維（商
品名：ドナＳ−２４７）を１００g添加し、約３分間１
０００rpmで混合する。別途、６０℃に加熱したキシレ
ン１０００gにエチレン酢酸ビニルコーポリマーを１５
０g添加し溶解させる。６０℃に加熱した前記の水素吸
蔵合金粉と導電性フィラーの混合物に、加熱キシレンに
溶解した樹脂を添加し、６０℃に加熱保持しながらヘン
シェルミキサーで攪拌する。次いで、攪拌しながらヘン
シェルミキサーを冷却し、混練物を冷却粉砕して粉末状
とする。この粉末をハイスピードミキサーに入れ、アジ
テータで粉体全体を攪拌しつつ、チョッパーで造粒粒子
の粒径を調節する。ハイスピードミキサーは２リットル
容量の物、アジテータの回転数は６００rpm、チョッパ
ーの回転数は１５００rpmで、この条件で攪拌しつつ、
粉体の温度を常温から５０℃に昇温する。造粒粒子が生
成した後、冷却しつつ攪拌を停止する。粒子はキシレン
を含んでいるため、この粒子を減圧乾燥機に入れ、５０
℃に加熱してキシレンを除去する。この粒子を冷却した
後、２．８８mm目の篩と１mm目の篩でふるい、１〜２．
８８mmの粒子を正極活物質５０とする。
圧力吸収構造を備えた電池の一例を示している。本実施
の形態は、造粒した粒子状の活物質を用いた基本ユニッ
トのみで電池を構成した場合で、中空糸状のものを成形
した圧力吸収集電体を装填したものである。一例とし
て、ニッケル水素電池の場合、内容積１０リットルのヘ
ンシェルミキサーに粒子状黒鉛（アセチレンブラック、
ケッチェンブラック）を１５０g入れ、１０００rpmで約
３分間攪拌して粒子状黒鉛を十分に分散する。これに、
電池用水酸化ニッケル粉末を１０００g、炭素繊維（商
品名：ドナＳ−２４７）を１００g添加し、約３分間１
０００rpmで混合する。別途、６０℃に加熱したキシレ
ン１０００gにエチレン酢酸ビニルコーポリマーを１５
０g添加し溶解させる。６０℃に加熱した前記の水素吸
蔵合金粉と導電性フィラーの混合物に、加熱キシレンに
溶解した樹脂を添加し、６０℃に加熱保持しながらヘン
シェルミキサーで攪拌する。次いで、攪拌しながらヘン
シェルミキサーを冷却し、混練物を冷却粉砕して粉末状
とする。この粉末をハイスピードミキサーに入れ、アジ
テータで粉体全体を攪拌しつつ、チョッパーで造粒粒子
の粒径を調節する。ハイスピードミキサーは２リットル
容量の物、アジテータの回転数は６００rpm、チョッパ
ーの回転数は１５００rpmで、この条件で攪拌しつつ、
粉体の温度を常温から５０℃に昇温する。造粒粒子が生
成した後、冷却しつつ攪拌を停止する。粒子はキシレン
を含んでいるため、この粒子を減圧乾燥機に入れ、５０
℃に加熱してキシレンを除去する。この粒子を冷却した
後、２．８８mm目の篩と１mm目の篩でふるい、１〜２．
８８mmの粒子を正極活物質５０とする。
【００２３】内容積１０リットルのヘンシェルミキサー
に粒子状黒鉛（アセチレンブラック、ケッチェンブラッ
ク）を１５０g入れ、１０００rpmで約３分間攪拌して粒
子状黒鉛を十分に分散する。これに、電池用水素吸蔵合
金粉末を２５００g、炭素繊維（商品名：ドナＳ−２４
７）を１００g添加し、約３分間１０００rpmで混合す
る。別途、６０℃に加熱したキシレン１０００gにエチ
レン酢酸ビニルコーポリマーを１５０g添加し溶解させ
る。６０℃に加熱した前記の水素吸蔵合金粉と導電性フ
ィラーの混合物に、加熱キシレンに溶解した樹脂を添加
し、６０℃に加熱保持しながらヘンシェルミキサーで攪
拌する。次いで、攪拌しながらヘンシェルミキサーを冷
却し、混練物を冷却粉砕して粉末状とする。この粉末を
ハイスピードミキサーに入れ、アジテータで粉体全体を
攪拌しつつ、チョッパーで造粒粒子の粒径を調節する。
ハイスピードミキサーは２リットル容量の物、アジテー
タの回転数は６００rpm、チョッパーの回転数は１５０
０rpmで、この条件で攪拌しつつ、粉体の温度を常温か
ら５０℃に昇温する。造粒粒子が生成した後、冷却しつ
つ攪拌を停止する。粒子はキシレンを含んでいるため、
この粒子を減圧乾燥機に入れ、５０℃に加熱してキシレ
ンを除去する。この粒子を冷却した後、２．８８mm目の
篩と１mm目の篩でふるい、１〜２．８８mmの粒子を負極
活物質５２とする。
に粒子状黒鉛（アセチレンブラック、ケッチェンブラッ
ク）を１５０g入れ、１０００rpmで約３分間攪拌して粒
子状黒鉛を十分に分散する。これに、電池用水素吸蔵合
金粉末を２５００g、炭素繊維（商品名：ドナＳ−２４
７）を１００g添加し、約３分間１０００rpmで混合す
る。別途、６０℃に加熱したキシレン１０００gにエチ
レン酢酸ビニルコーポリマーを１５０g添加し溶解させ
る。６０℃に加熱した前記の水素吸蔵合金粉と導電性フ
ィラーの混合物に、加熱キシレンに溶解した樹脂を添加
し、６０℃に加熱保持しながらヘンシェルミキサーで攪
拌する。次いで、攪拌しながらヘンシェルミキサーを冷
却し、混練物を冷却粉砕して粉末状とする。この粉末を
ハイスピードミキサーに入れ、アジテータで粉体全体を
攪拌しつつ、チョッパーで造粒粒子の粒径を調節する。
ハイスピードミキサーは２リットル容量の物、アジテー
タの回転数は６００rpm、チョッパーの回転数は１５０
０rpmで、この条件で攪拌しつつ、粉体の温度を常温か
ら５０℃に昇温する。造粒粒子が生成した後、冷却しつ
つ攪拌を停止する。粒子はキシレンを含んでいるため、
この粒子を減圧乾燥機に入れ、５０℃に加熱してキシレ
ンを除去する。この粒子を冷却した後、２．８８mm目の
篩と１mm目の篩でふるい、１〜２．８８mmの粒子を負極
活物質５２とする。
【００２４】そして、一例として、図１１に示すような
中空糸にニッケルメッキしたものを不織布シートとした
ものである厚み２mmの中空糸状圧力吸収集電体５４を使
用する。中空糸状圧力吸収集電体５４を正極集電体１
８、負極集電体２０それぞれに配置し、セパレータ４８
を挟んで電池セル２２に上記の正極活物質５０、負極活
物質５２を充填して、電池として組み立てる。他の構成
及び作用は、実施の第１、第３、第４形態の場合と同様
である。
中空糸にニッケルメッキしたものを不織布シートとした
ものである厚み２mmの中空糸状圧力吸収集電体５４を使
用する。中空糸状圧力吸収集電体５４を正極集電体１
８、負極集電体２０それぞれに配置し、セパレータ４８
を挟んで電池セル２２に上記の正極活物質５０、負極活
物質５２を充填して、電池として組み立てる。他の構成
及び作用は、実施の第１、第３、第４形態の場合と同様
である。
【００２５】図１２、図１３は、本発明の実施の第７形
態による圧力吸収構造を備えた電池の一例を示してい
る。本実施の形態は、電子伝導性のある繊維状物質の表
面に電池活物質をつけたものを束ねるなどした基本ユニ
ットのみで電池を構成した場合で、電池セルの内側にゴ
ム製圧力吸収材を装填したものである。一例として、ニ
ッケル水素電池の場合、内容積１０リットルのヘンシェ
ルミキサーに粒子状黒鉛（アセチレンブラック、ケッチ
ェンブラック）を１５０g入れ、１０００rpmで約３分間
攪拌して粒子状黒鉛を十分に分散する。これに、電池用
水酸化ニッケル粉末を１０００g添加し、約３分間１０
００rpmで混合する。別途、６０℃に加熱したキシレン
２０００gにエチレン酢酸ビニルコーポリマーを３００g
添加し溶解させる。６０℃に加熱した前記の粒子状黒鉛
と水酸化ニッケル粉の混合物に、加熱キシレンに溶解し
た樹脂を添加し、６０℃に加熱保持しながらヘンシェル
ミキサーで攪拌し、分散する。これにカーボンファイバ
ーを浸漬し、引き上げる。そして、真空加熱炉により５
０℃で真空乾燥し、キシレンを気化させる。つぎに、Ｐ
ＥＳをＤＭＳＯに溶解させた樹脂液に上記のカーボンフ
ァイバーを浸漬して引き上げる。これを水に浸漬し、Ｄ
ＭＳＯを水で抽出しＰＥＳを固化することで多孔質膜と
する。このニッケル／水酸化ニッケルで表面をコート
し、さらに外側を多孔質膜でコートしたカーボンファイ
バーを正極として使用する。
態による圧力吸収構造を備えた電池の一例を示してい
る。本実施の形態は、電子伝導性のある繊維状物質の表
面に電池活物質をつけたものを束ねるなどした基本ユニ
ットのみで電池を構成した場合で、電池セルの内側にゴ
ム製圧力吸収材を装填したものである。一例として、ニ
ッケル水素電池の場合、内容積１０リットルのヘンシェ
ルミキサーに粒子状黒鉛（アセチレンブラック、ケッチ
ェンブラック）を１５０g入れ、１０００rpmで約３分間
攪拌して粒子状黒鉛を十分に分散する。これに、電池用
水酸化ニッケル粉末を１０００g添加し、約３分間１０
００rpmで混合する。別途、６０℃に加熱したキシレン
２０００gにエチレン酢酸ビニルコーポリマーを３００g
添加し溶解させる。６０℃に加熱した前記の粒子状黒鉛
と水酸化ニッケル粉の混合物に、加熱キシレンに溶解し
た樹脂を添加し、６０℃に加熱保持しながらヘンシェル
ミキサーで攪拌し、分散する。これにカーボンファイバ
ーを浸漬し、引き上げる。そして、真空加熱炉により５
０℃で真空乾燥し、キシレンを気化させる。つぎに、Ｐ
ＥＳをＤＭＳＯに溶解させた樹脂液に上記のカーボンフ
ァイバーを浸漬して引き上げる。これを水に浸漬し、Ｄ
ＭＳＯを水で抽出しＰＥＳを固化することで多孔質膜と
する。このニッケル／水酸化ニッケルで表面をコート
し、さらに外側を多孔質膜でコートしたカーボンファイ
バーを正極として使用する。
【００２６】内容積１０リットルのヘンシェルミキサー
に粒子状黒鉛（アセチレンブラック、ケッチェンブラッ
ク）を１５０g入れ、１０００rpmで約３分間攪拌して粒
子状黒鉛を十分に分散する。これに、電池用水素吸蔵合
金粉末を１０００g添加し、約３分間１０００rpmで混合
する。別途、６０℃に加熱したキシレン２０００gにエ
チレン酢酸ビニルコーポリマーを３００g添加し溶解さ
せる。６０℃に加熱した前記の粒子状黒鉛と水素吸蔵合
金の混合物に、加熱キシレンに溶解した樹脂を添加し、
６０℃に加熱保持しながらヘンシェルミキサーで攪拌
し、分散する。これにカーボンファイバーを浸漬し、引
き上げる。そして、真空加熱炉により５０℃で真空乾燥
し、キシレンを気化させる。つぎに、ＰＥＳをＤＭＳＯ
に溶解させた樹脂液に上記のカーボンファイバーを浸漬
して引き上げる。これを水に浸漬し、ＤＭＳＯを水で抽
出しＰＥＳを固化することで多孔質膜とする。この水素
吸蔵合金で表面をコートし、さらに外側を多孔質膜でコ
ートしたカーボンファイバーを負極として使用する。
に粒子状黒鉛（アセチレンブラック、ケッチェンブラッ
ク）を１５０g入れ、１０００rpmで約３分間攪拌して粒
子状黒鉛を十分に分散する。これに、電池用水素吸蔵合
金粉末を１０００g添加し、約３分間１０００rpmで混合
する。別途、６０℃に加熱したキシレン２０００gにエ
チレン酢酸ビニルコーポリマーを３００g添加し溶解さ
せる。６０℃に加熱した前記の粒子状黒鉛と水素吸蔵合
金の混合物に、加熱キシレンに溶解した樹脂を添加し、
６０℃に加熱保持しながらヘンシェルミキサーで攪拌
し、分散する。これにカーボンファイバーを浸漬し、引
き上げる。そして、真空加熱炉により５０℃で真空乾燥
し、キシレンを気化させる。つぎに、ＰＥＳをＤＭＳＯ
に溶解させた樹脂液に上記のカーボンファイバーを浸漬
して引き上げる。これを水に浸漬し、ＤＭＳＯを水で抽
出しＰＥＳを固化することで多孔質膜とする。この水素
吸蔵合金で表面をコートし、さらに外側を多孔質膜でコ
ートしたカーボンファイバーを負極として使用する。
【００２７】正極活物質を表面にコートしさらに外側を
多孔質膜でコートしたカーボンファイバー５６を、断面
が露出した一方の端を正極集電体側として位置を揃え、
他方の多孔質膜５８で被覆した端が負極集電体側となる
ように並べる。負極活物質を表面にコートしさらに外側
を多孔質膜でコートしたカーボンファイバー６０を、断
面が露出した一方の端を負極集電体側として位置を揃
え、他方の多孔質膜５８で被覆した端が正極集電体側と
なるように並べる。正極と負極はランダムに並べてもか
まわないが、交互に並べた方がより高性能な電池とな
る。また、正極、負極を織物として積層してもよい。予
め電池セル２２の内側にゴム製圧力吸収材６２を装入し
ておき、上記の層状のカーボンファイバーを電池セル２
２に充填して、層状のカーボンファイバーに対して直角
方向（垂直方向）から正極として使用するカーボンファ
イバー５６の断面側に正極集電体１８を押しつける。正
極集電体１８側が底面となるようにした状態で、電解液
を注入した後、反対側である、負極として使用するカー
ボンファイバー６０の断面側に負極集電体２０を押しつ
けて電池を完成させる。なお、図１３では、手前側の負
極集電体の図示を省略している。繊維状物質の表面に電
池活物質をつける方法としては、樹脂により固定する方
法だけでなく、電気分解による電解析出法、溶融メッ
キ、焼結する方法などが利用できる。本実施の形態で
は、圧力吸収材として、ゴムだけでなく、電子伝導性、
イオン伝導性ともに無い弾性物質が使用できる。他の構
成及び作用は、実施の第１〜第６形態の場合と同様であ
る。
多孔質膜でコートしたカーボンファイバー５６を、断面
が露出した一方の端を正極集電体側として位置を揃え、
他方の多孔質膜５８で被覆した端が負極集電体側となる
ように並べる。負極活物質を表面にコートしさらに外側
を多孔質膜でコートしたカーボンファイバー６０を、断
面が露出した一方の端を負極集電体側として位置を揃
え、他方の多孔質膜５８で被覆した端が正極集電体側と
なるように並べる。正極と負極はランダムに並べてもか
まわないが、交互に並べた方がより高性能な電池とな
る。また、正極、負極を織物として積層してもよい。予
め電池セル２２の内側にゴム製圧力吸収材６２を装入し
ておき、上記の層状のカーボンファイバーを電池セル２
２に充填して、層状のカーボンファイバーに対して直角
方向（垂直方向）から正極として使用するカーボンファ
イバー５６の断面側に正極集電体１８を押しつける。正
極集電体１８側が底面となるようにした状態で、電解液
を注入した後、反対側である、負極として使用するカー
ボンファイバー６０の断面側に負極集電体２０を押しつ
けて電池を完成させる。なお、図１３では、手前側の負
極集電体の図示を省略している。繊維状物質の表面に電
池活物質をつける方法としては、樹脂により固定する方
法だけでなく、電気分解による電解析出法、溶融メッ
キ、焼結する方法などが利用できる。本実施の形態で
は、圧力吸収材として、ゴムだけでなく、電子伝導性、
イオン伝導性ともに無い弾性物質が使用できる。他の構
成及び作用は、実施の第１〜第６形態の場合と同様であ
る。
【００２８】なお、本発明は上記の実施の形態に何ら限
定されるものではなく、実施の第１〜第７形態で説明し
た全ての種類の電池について、実施の第１〜第７形態の
それぞれの圧力吸収部材を任意に適用することが可能で
ある。
定されるものではなく、実施の第１〜第７形態で説明し
た全ての種類の電池について、実施の第１〜第７形態の
それぞれの圧力吸収部材を任意に適用することが可能で
ある。
【００２９】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 集電体や隔壁、電池セル、セパレータなどの電
池構成部材に圧力を吸収する特性を持たせることによ
り、電池活物質の膨張・収縮が繰り返されることによる
電池の劣化が防止できるので、電池性能が安定するとと
もに、電池の耐久性が向上する。 （２） 圧力を吸収する特性を持たせた集電体や隔壁、
電池セル、セパレータなどは安価に製造できるので、電
池製造コストの低減が図れる。
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 集電体や隔壁、電池セル、セパレータなどの電
池構成部材に圧力を吸収する特性を持たせることによ
り、電池活物質の膨張・収縮が繰り返されることによる
電池の劣化が防止できるので、電池性能が安定するとと
もに、電池の耐久性が向上する。 （２） 圧力を吸収する特性を持たせた集電体や隔壁、
電池セル、セパレータなどは安価に製造できるので、電
池製造コストの低減が図れる。
【図１】本発明の実施の第１形態による圧力吸収構造を
備えた電池の一例を示す模式図である。
備えた電池の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の第２形態による圧力吸収構造を
備えた電池の一例を示す模式図である。
備えた電池の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の第２形態における空気バネ式圧
力吸収隔壁の一例を示す模式図である。
力吸収隔壁の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の第３形態による圧力吸収構造を
備えた電池の一例を示す模式図である。
備えた電池の一例を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の第３形態におけるハニカム状圧
力吸収集電体の一例を示す模式図である。
力吸収集電体の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の第４形態による圧力吸収構造を
備えた電池の一例を示す模式図である。
備えた電池の一例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の第４形態におけるゴム球と空気
を充填した圧力吸収集電体の一例を示す模式図である。
を充填した圧力吸収集電体の一例を示す模式図である。
【図８】本発明の実施の第５形態による圧力吸収構造を
備えた電池の一例を示す模式図である。
備えた電池の一例を示す模式図である。
【図９】本発明の実施の第５形態における繊維状圧力吸
収集電体の一例を示す模式図である。
収集電体の一例を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施の第６形態による圧力吸収構造
を備えた電池の一例を示す模式図である。
を備えた電池の一例を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施の第６形態における中空糸状圧
力吸収集電体の一例を示す模式図である。
力吸収集電体の一例を示す模式図である。
【図１２】本発明の実施の第７形態による圧力吸収構造
を備えた電池の一例を示す繊維の長手方向から見た模式
図である。
を備えた電池の一例を示す繊維の長手方向から見た模式
図である。
【図１３】本発明の実施の第７形態による圧力吸収構造
を備えた電池の一例を示す繊維の横断面方向から見た模
式図である。
を備えた電池の一例を示す繊維の横断面方向から見た模
式図である。
１０、２８、４２、５０ 正極活物質
１２、３０、４４、５２ 負極活物質
１４ プリーツ状セパレータ
１６ 波板状圧力吸収板
１８ 正極集電体
２０ 負極集電体
２２ 電池セル
２４ 基本ユニット
２６ 空気バネ式圧力吸収隔壁
３２ イオン通過型集電体
３４ 袋状セパレータ
３６ ハニカム状圧力吸収集電体
３８ 蛇腹状セパレータ
４０ 圧力吸収集電体
４６ 繊維状圧力吸収集電体
４８ セパレータ
５４ 中空糸状圧力吸収集電体
５６ 正極活物質を表面にコートしさらに外側を多孔質
膜でコートしたカーボンファイバー ５８ 多孔質膜 ６０ 負極活物質を表面にコートしさらに外側を多孔質
膜でコートしたカーボンファイバー ６２ ゴム製圧力吸収材
膜でコートしたカーボンファイバー ５８ 多孔質膜 ６０ 負極活物質を表面にコートしさらに外側を多孔質
膜でコートしたカーボンファイバー ６２ ゴム製圧力吸収材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 西村 和也
兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業
株式会社明石工場内
(72)発明者 光田 進
大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪
瓦斯株式会社内
Ｆターム(参考） 5H011 AA01 AA04 AA13 CC02 DD05
DD11 KK01
5H021 AA02 AA06 CC11 CC19 HH10
5H028 AA08 CC07 CC08 CC10 CC22
EE06 FF04
Claims (18)
- 【請求項１】 電池セルに対向して設けられた正極集電
体と負極集電体の間に、セパレータを挟んで正極集電体
側に正極活物質の粒子又は成形体が充填され、負極集電
体側に負極活物質の粒子又は成形体が充填され、電池セ
ルに電解液を充填して構成されており、集電体、電池セ
ル及びセパレータの少なくともいずれかの電池構成部材
の一部又は全部が、圧力を吸収する特性を持たせた圧力
吸収部材であることを特徴とする圧力吸収構造を備えた
電池。 - 【請求項２】 電池セルに対向して設けられた正極集電
体と負極集電体の間に、蛇腹状のセパレータが交互に両
集電体に近接するように配置され、蛇腹状のセパレータ
と正極集電体で区画される空間に正極活物質が充填さ
れ、蛇腹状のセパレータと負極集電体で区画される空間
に負極活物質が充填されて、正極活物質と負極活物質と
がセパレータを挟んで交互に組み込まれ、電池セルに電
解液を充填して構成されており、集電体、電池セル及び
セパレータの少なくともいずれかの電池構成部材の一部
又は全部が、圧力を吸収する特性を持たせた圧力吸収部
材であることを特徴とする圧力吸収構造を備えた電池。 - 【請求項３】 電池セルに対向して設けられた正極集電
体と負極集電体の間に、正極活物質を少なくとも１辺が
開口した袋状セパレータに充填したものと、負極活物質
を少なくとも１辺が開口した袋状セパレータに充填した
ものとが、正極集電体側に正極活物質を充填した袋状セ
パレータの開口部が位置し、負極集電体側に負極活物質
を充填した袋状セパレータの開口部が位置するように交
互に重ね合わせて充填され、電池セルに電解液を充填し
て構成されており、集電体、電池セル及びセパレータの
少なくともいずれかの電池構成部材の一部又は全部が、
圧力を吸収する特性を持たせた圧力吸収部材であること
を特徴とする圧力吸収構造を備えた電池。 - 【請求項４】 電池セルに対向して設けられた正極集電
体と負極集電体の間に、交互に両集電体に近接するよう
な形状のプリーツ状セパレータに一方から正極活物質を
充填し、他方から負極活物質を充填して、セパレータの
ひだで形成される空間に正極活物質と負極活物質とを交
互に配置したものが、正極集電体側に正極活物質が充填
された面が位置し、負極集電体側に負極活物質が充填さ
れた面が位置するように充填され、電池セルに電解液を
充填して構成されており、集電体、電池セル及びセパレ
ータの少なくともいずれかの電池構成部材の一部又は全
部が、圧力を吸収する特性を持たせた圧力吸収部材であ
ることを特徴とする圧力吸収構造を備えた電池。 - 【請求項５】 正極活物質及び／又は負極活物質の任意
の面がイオン通過型集電体で被覆されており、集電体、
イオン通過型集電体、電池セル及びセパレータの少なく
ともいずれかの電池構成部材の一部又は全部が、圧力を
吸収する特性を持たせた圧力吸収部材である請求項１〜
４のいずれかに記載の圧力吸収構造を備えた電池。 - 【請求項６】 電池セルに対向して設けられた正極集電
体と負極集電体の間に、正極活物質で表面をコートした
電子伝導性のある繊維状物質が正極集電体と接触し、負
極活物質で表面をコートした電子伝導性のある繊維状物
質が負極集電体と接触するように、正極として使用する
繊維状物質と負極として使用する繊維状物質とをセパレ
ータを挟んで並べるかもしくは織物として積層し、又は
正極として使用する繊維状物質の外表面が電子伝導性が
無くイオン伝導性のある物質で被覆されたものと、負極
として使用する繊維状物質の外表面が電子伝導性が無く
イオン伝導性のある物質で被覆されたものとを並べるか
もしくは織物として積層し、電池セルに電解液を充填し
て構成されており、集電体、電池セル及びセパレータの
少なくともいずれかの電池構成部材の一部又は全部が、
圧力を吸収する特性を持たせた圧力吸収部材であること
を特徴とする圧力吸収構造を備えた電池。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の電池で
構成される単セルを隔壁で隔てて積層していき高電圧と
したものであり、集電体、隔壁、電池セル及びセパレー
タの少なくともいずれかの電池構成部材の一部又は全部
が、圧力を吸収する特性を持たせた圧力吸収部材である
ことを特徴とする圧力吸収構造を備えた電池。 - 【請求項８】 圧力吸収部材が、内部に空間を有する空
気バネ式又は板バネ状の部材である請求項１〜７のいず
れかに記載の圧力吸収構造を備えた電池。 - 【請求項９】 圧力吸収部材が、多数の密閉部屋を有す
るハニカム構造状の部材である請求項１〜７のいずれか
に記載の圧力吸収構造を備えた電池。 - 【請求項１０】 圧力吸収部材が、内部に弾性のある物
質を少なくとも１種類充填した部材である請求項１〜７
のいずれかに記載の圧力吸収構造を備えた電池。 - 【請求項１１】 圧力吸収部材が、内部に空気及び弾性
のある物質を少なくとも１種類充填した部材である請求
項１〜７のいずれかに記載の圧力吸収構造を備えた電
池。 - 【請求項１２】 圧力吸収部材が、弾性のある物質から
なる部材である請求項１〜７のいずれかに記載の圧力吸
収構造を備えた電池。 - 【請求項１３】 圧力吸収部材が、繊維状、発泡状又は
中空糸状のものを成形した部材である請求項１〜７のい
ずれかに記載の圧力吸収構造を備えた電池。 - 【請求項１４】 圧力吸収部材が、表面をディンプル加
工した部材、波板状の部材及びプリーツ状の面を有する
部材のいずれかである請求項１〜７のいずれかに記載の
圧力吸収構造を備えた電池。 - 【請求項１５】 活物質と集電体の間、活物質と隔壁の
間、活物質と電池セルの間、及び活物質とセパレータの
間の少なくともいずれかの箇所に、圧力吸収部材を装入
して電池構成部材に圧力を吸収する特性を持たせるよう
にした請求項１〜１４のいずれかに記載の圧力吸収構造
を備えた電池。 - 【請求項１６】 圧力吸収部材である集電体、隔壁、イ
オン通過型集電体、及び集電体や隔壁と活物質の間に装
入される部材の少なくともいずれかの表面に、耐アルカ
リ性の金属メッキを施した請求項１〜１５のいずれかに
記載の圧力吸収構造を備えた電池。 - 【請求項１７】 圧力吸収部材である電池セル、又は電
池セルと活物質の間に装入される部材の表面に、耐アル
カリ性で非導電性の樹脂をコーティングした請求項１〜
１５のいずれかに記載の圧力吸収構造を備えた電池。 - 【請求項１８】 圧力吸収部材であるセパレータ、又は
セパレータと活物質の間に装入される部材の表面に、耐
アルカリ性で非導電性の多孔性樹脂をコーティングした
請求項１〜１５のいずれかに記載の圧力吸収構造を備え
た電池。
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