JPH0131666B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は、金属（例えばZn）−ハロゲン（例え
ばBr）電池等の電解液循環型の電池に用いられ
る枠付電極に関するものである。

Ｂ：発明の概要 本発明は、導電性プラスチツク電極板の周囲を
絶縁枠で囲んで電極板面上に電池反応室を形成し
た枠付電極において、前記電極板に接する内側樹
脂絶縁枠部材と、中間のグラスウール枠材と、外
表面の外側樹脂絶縁枠部材との積層一体化構造を
有する絶縁枠を設けた反りの少ない枠付電極であ
る。

Ｃ 従来の技術 第１図は、電解液循環型電池の原理説明図であ
る。この電池は、セパレータ５を挟んで両側に電
極１，３を配置して単位セルを構成している。な
お、第１図では電極１が負極を、電極３が正極を
示している。そして、電極１（負極）とセパレー
タ５との間の電池反応室（負極室）２に負極液貯
蔵槽６から負極液を供給、循環し、一方、電極３
（正極）とセパレータ５との間の電池反応室（正
極室）４に正極液貯蔵槽７から正極液を供給、循
環するように構成している。なお、９ａ，９ｂは
液循環用のポンプ、１０ａ，１０ｂはバルブであ
る。

第２図は、第１図のような電極とセパレータと
からなる単位セルを多数積層して所要の電解液循
環型の電池を構成した場合の分解斜射図である。

この図において、１１はアルミニウム製の締付
端板、１２は樹脂締付端板、１３はパツキン、１
４は電極端板、１５は金網等で構成した端子であ
る。

そして電池は、電極１とセパレータ５とを交互
に重ね合せて積層し、積層方向両側に締付端板１
１を配置し、ボルト１６、ナツト１７によつて全
体を締め付けて構成している。

この種の電極１は、電極板周囲に絶縁枠を一体
に具備しており、電極板の両面に電池反応室（正
極室、負極室）を形成するように絶縁枠の厚み方
向の中間部に電極板を設けて、いわゆる枠付電極
を構成している。

また、この絶縁枠には電解液を通流するマニホ
ールド１８、このマニホールド１８と電池反応室
との間を連通する流通路２０が設けてある。この
流通路２０はチヤンネル１９ａとマイクロチヤン
ネル１９ｂとで形成している。

ところで、電極の絶縁枠には絶縁性及び耐薬品
性が要求されることから、この枠は、ポリオレフ
イン系の合成樹脂（例えばポリエチレン）で形成
している。

一方、電極板は、ポリオレフイン系樹脂（例え
ばポリエチレン）をベースポリマーとた導電性樹
脂（例えばカーボンプラスチツク）で形成してい
る。

このような電極板と絶縁枠との一体化は、矩形
状の電極板の両面に額縁状に形成した枠部材を配
置すると共に両者を重ね合せて金型内に装入し、
金型内で加熱加圧成形するヒートプレス方式によ
つて行なわれている。

一方、電解液（例えば正極液）は、締付端板１
１、電極１の絶縁枠部、セパレータ５の枠部を積
層方向に貫通するマニホールド１８を通流し、各
電極１の枠部の一方の面側に設けた流通路２０の
チヤンネル１９ａから各電池反応室（正極室）内
に導かれ、更に絶縁枠部の一方の側辺部のマイク
ロチヤンネル１９ｂにて整流されて電極板前面に
沿つて通流する。

各電極の電池反応室にて電極板に沿つて流れた
電解液は、電極の絶縁枠の他方の側辺部に形成し
てある流通路（マイクロチヤンネルおよびチヤン
ネル、図示省略）を介して他のマニホールドに導
かれ、正極電解液槽（第１図符号７参照）に還流
する。

尚、負極液は、正極液とは異なつた流路ルート
にて各電極の電極板の他方の面側に形成してある
電池反応室に通流するものであるが、流路の構成
は正極液の場合と同様なものであるから、その説
明は省略する。

Ｄ 発明が解決しようとする課題 さて、前記のようにして構成される従来の枠付
電極において、電極板とともに一体成型される絶
縁枠は、電極板に比較して線膨張率が倍近く大き
く、そのため、一体成型後に若干の反りが必然的
に残つてしまうといつた問題点があつた。

従来、このような問題点を解決するためには、
絶縁枠と電極板を構成する両部材の線膨張率が等
しいか又はある程度電極板よりも線膨張率が小さ
い絶縁枠部材を選択することが必要であつた。そ
のため枠付電極の各構成要素の厚み比を一定の割
合に選定し、一定の順序で組合せるといつた方
法、あるいは絶縁枠に樹脂自体の分子量、密度が
大きいものを用いる等、個々の構成要素自体の物
性を選択するといつた方法が考えられてきたが、
絶縁枠と電極板との融着性および有効電極面の確
保という問題点を双方ともに満足するような材料
選択は、電解液に対する耐食性や電気的特性など
の制限下で極めて困難であつた。

本発明は、上記の問題点を解決するためになさ
れたもので、絶縁枠及び電極板の見かけ上の線膨
張率を低下させることにより、構成要素の形状等
から生ずる枠付電極の反り、部分的な歪や樹脂の
ヒケおよび流出による成形異常をなくすことを目
的とするものである。

Ｅ 課題を解決するための手段 本発明では、前述の目的を達成するために、導
電性プラスチツク電極板の周囲を絶縁枠部材で囲
んで電極板面上に電池反応室を形成した枠付電極
において、前記絶縁枠部材を、前記電極板に接す
る内側樹脂絶縁枠部材と、中間のグラスウール枠
材と、外表面の外側樹脂絶縁枠部材との積層一体
化構造によつて構成したものである。

本発明において、前記グラスウール枠材の厚み
は好ましくは前記電極板の厚さの1.0〜2.0倍であ
り、前記内側樹脂絶縁枠部材と外側樹脂絶縁枠部
材との合計厚みは、例えばグラスウール枠材の厚
みの1.3〜1.4倍が好ましい。また内側樹脂絶縁枠
部材の厚みはグラスウール枠材の厚みの0.3±0.1
倍がよく、これに対して外側樹脂絶縁枠部材の厚
みはグラスウール枠材の厚みの1.0〜0.8倍にする
のがよい。

Ｆ 作 用 この発明の枠付電極では、外側樹脂絶縁枠部材
と内側樹脂絶縁素材との間にグラスウール枠材を
挟んだ構成の絶縁枠を電極板と積層一体化したか
ら、グラスウール枠材が絶縁枠全体の芯材として
絶縁枠部材の熱変形を阻止して反りを防止すると
共に歪や樹脂の部分的なヒケを抑え、また余剰樹
脂を吸収して有効電極面への樹脂のはみだしを防
止し、電極板面上には内側樹脂絶縁枠部材が接す
るので両者間の融着も良好となるものである。

Ｇ 実施例 本発明の実施例を図面と共に説明すれば以下の
通りである。

第３図は、本発明の一実施例に係る枠付電極の
構成部品を示す説明図である。この枠付電極５０
は、導電性プラスチツク電極板（例えばカーボン
プラスチツク）７０の両面に、所定の均一厚さを
有する額縁状の内側樹脂絶縁枠部材６０ａと、こ
の内側樹脂絶縁枠部材６０ａと同一枠形状の所定
の均一厚さのシート状グラスウール枠材１２と、
マイクロチヤンネル１９ｂ（第２図）の形成枠を
兼ねた額縁状の外側樹脂絶縁枠部材６０ｂとをそ
れぞれ順に積層して、これらを金型内で同時に加
熱加圧して一体成型することにより、絶縁枠内に
グラスウールフイラー混入層を一体形成させるよ
うにしたものである。これにより絶縁枠６０の線
膨張率を電極板７０の線膨張率に近づけ、成型後
の反りをなくするようにしている。

この実施例では、前記電極板７０、内側樹脂絶
縁枠部材６０ａ、外側樹脂絶縁枠部材６０ｂ、お
よびグラスウール枠材１２の各々の厚さは、電極
板７０の厚さを１とした場合に、夫々内側樹脂絶
縁枠部材６０ａの厚さを0.3、シート状グラスウ
ール枠材１２の厚さを１、外側樹脂絶縁枠部材６
０ｂの厚さを１の割合としてある。

グラスウール枠材１２の厚さは電極板７０の厚
さの1.0〜2.0倍とすることのが適当である。

前記実施例の場合、内側および外側樹脂絶縁枠
部材６０ａ，６０ｂの合計の厚さの割合は1.3と
なるが、これはグラスウール枠材の厚さに対して
1.3〜1.4の範囲内の割合とするのが最も好まし
い。つまり、この合計厚さの割合が1.2以下にな
ると、樹脂絶縁枠部材の絶対量が不足するので、
金型細部の樹脂充填不足による成形不良を生じ易
くなり、さらに1.5〜1.6以上になると、絶縁枠樹
脂量が過大となつて電極板７０の電極面にシワが
生じたり、有効電極面部分に金型の電極表面が完
全に転写されない状態が生じたりする恐れがあ
る。これは、絶縁枠にグラスウールがフイラーと
して混入するため見かけ上の流動性が低くなり、
余部な樹脂がバリとして金型外に流出しにくくな
つて、圧縮成型時に金型が完全に閉じるまで比較
的長時間を要するようになると、金型が閉じるま
での間に伸びすぎた電極板７０が液状のまま圧縮
されて表面にシワが残つたりするようになるため
である。このようなことは構成部材としての電極
板の厚みのばらつきによつて派生的に金型が片当
り状態になるか、あるいは金型が完全に閉じきら
ないために現出するものである。

従つて本実施例では、内側および外側樹脂絶縁
枠部材６０ａ，６０ｂの合計の厚さの割合を電極
板７０の厚さに対して1.3〜1.4の範囲内とするこ
とでこれらの成型不良の発生を回避するものであ
る。

一方、外側樹脂絶縁枠部材６０ｂ自体の厚さの
割合はグラスウール枠材１２の厚さに対して1.0
〜0.8の範囲内の割合とするのが好ましい。これ
は、外側樹脂絶縁枠部材６０ｂがあまり薄い場合
には、グラスウール枠材１２が絶縁枠の表面に露
出する個所ができ。逆にあまり厚い場合には、グ
ラスウール枠材１２上を層状に覆つた樹脂が成型
後に表面だけ収縮してシワ状になる等の成型不良
を生じるからである。額縁状に切抜いた外側樹脂
絶縁枠部材６０ｂは、短辺の幅がマイクロチヤン
ネル領域を覆うのに必要かつ十分な広さを持つよ
うに寸法を定めておき、またグラスウール枠材１
２と電極板７０との中間に位置される内側樹脂絶
縁枠部材６０ａは、マイクロチヤンネル領域には
みださないように寸法を定めておく。

また内側樹脂絶縁枠部材６０ａは、単に電極板
７０と、グラスウール枠材１２に含浸される外側
樹脂絶縁枠部材６０ｂとを互いに結合させるのに
足りる樹脂量を与える厚さであればよいが、その
厚さはグラスウール枠材１２の厚さに対して0.3
±0.1程度の割合とするのが好ましい。即ち、内
側樹脂絶縁枠部材６０ａの厚さがあまり薄いと、
グラスウール枠材１２の存在によつて電極板７０
と外側樹脂絶縁枠部材６０ｂとの融着が完全に行
なわれない場合があり、逆にあまり厚くすると有
効電極面上に余剰樹脂素材が流出し、電極面を狭
めてしまうという障害を生じることがあるからで
ある。

Ｈ 発明の効果 以上に述べたように、本発明によれば、絶縁枠
を構成する各部材の重ね合せを工夫することによ
り、製品の反りを防止すると同時に絶縁枠と電極
板とを効果的に融着させ、成型品の有効電極面へ
の樹脂のはみだしを防止して設計通りの電極面積
を確保することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は電解液循環型電池の原理説明図、第２
図は単位セルを多数積層した従来の電解液循環型
積層電池の分解斜視図、第３図は本発明の実施例
に係る枠付電極の構成部材を示す説明図である。 ５０……枠付電極、６０……絶縁枠、６０ａ…
…内側樹脂絶縁枠部材、６０ｂ……外側樹脂絶縁
枠部材、７０……導電性プラスチツク電極板。１
２……グラスウール枠材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 矩形状の導電性プラスチツク電極板の少なく
   とも一方の表面の周囲に合成樹脂からなる絶縁枠
   部材を前記電極板と一体に設けて枠付電極を構成
   し、該枠付電極を重ね合せることにより前記電極
   板および前記絶縁枠部材で囲まれた電池反応室を
   形成し、前記絶縁枠部材を介して前記電池反応室
   に電解液を流入・流出させるように構成した枠付
   電極において、 前記絶縁枠部材が、前記電極板に接する内側樹
   脂絶縁枠部材と、中間のグラスウール枠材と、外
   表面の外側樹脂絶縁枠部材との積層一体化構造を
   有することを特徴とする枠付電極。 ２ グラスウール枠材の厚みを電極板の厚さの
   1.0〜2.0倍にしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の枠付電極。 ３ 内側樹脂絶縁枠部材と外側樹脂絶縁枠部材と
   の合計厚みをグラスウール枠材の厚みの1.3〜1.4
   倍にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の枠付電極。 ４ 内側樹脂絶縁枠部材の厚みを、グラスウール
   枠材の厚みの0.3±0.1倍にしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の枠付電極。 ５ 外側樹脂絶縁枠部材の厚みを、グラスウール
   枠材の厚みの1.0〜0.8倍にしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の枠付電極。