(57)【要約】【課題】密閉形集合電池の電槽の水蒸気バリヤ性を向上することが可能な電槽の構造を提供する。【解決手段】密閉形集合電池の電槽５は、樹脂製であり、それぞれ複数の隔壁６と、外表面に複数のリブ７とを有する。電槽５間に冷却風を通過させる通路を形成する突起を電槽５の外表面に設けない場合、電解液中の水分およびガスが電槽５を透過するのを抑制する金属層や無機物層を含み、電槽５間に冷却風を通過させる通路を形成する突起を表面に有するフィルム８を電槽５の外表面に貼着する。電槽５間に冷却風を通過させる通路を形成する突起を電槽５の外表面に設けた場合、突起の付根部の幅を拡大する曲面部を突起の表面に設けたり、突起の付根部に向かうにつれて突起の幅を拡大する。【選択図】　　　　図２
2004055491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉形集合電池の各電槽の表面に、電解液中の水分およびガスが該電槽を透過するのを抑制する金属層を含み、電槽間に冷却風を通過させる通路を形成する突起を表面に有するフィルムを貼着したことを特徴とする、密閉形集合電池の電槽構造。
【請求項２】
密閉形集合電池の各電槽の表面に、電解液中の水分およびガスが該電槽を透過するのを抑制する無機物層を含み、電槽間に冷却風を通過させる通路を形成する突起を表面に有するフィルムを貼着したことを特徴とする、密閉形集合電池の電槽構造。
【請求項３】
電槽間に冷却風を通過させる通路を形成する突起を電槽表面に有する密閉形集合電池の電槽構造であって、
前記突起の付根部表面に前記突起の幅を拡大する曲面部を設け、
前記突起を覆うように前記電槽表面に、電解液中の水分およびガスが該電槽を透過するのを抑制する金属層を含むフィルムを貼着したことを特徴とする、密閉形集合電池の電槽構造。
【請求項４】
電槽間に冷却風を通過させる通路を形成する突起を電槽表面に有する密閉形集合電池の電槽構造であって、
前記突起の付根部に向かうにつれて前記突起の幅を拡大し、
前記突起を覆うように前記電槽表面に、電解液中の水分およびガスが該電槽を透過するのを抑制する金属層を含むフィルムを貼着したことを特徴とする、密閉形集合電池の電槽構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉形集合電池の電槽構造に関し、特に、複数の単電池を接続して構成される密閉形集合電池（蓄電池）における各電槽の構造であって、電槽表面に、電解液中の水分およびガスが該電槽を透過するのを抑制する金属層や無機物層を含むフィルムを貼着した電槽の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、密閉形集合電池としては、たとえば単電池を複数積層してなる積層電池の両積層端に配置された一対のエンドプレートを金属製のロアケースに固定するものが提案されている。この集合電池では、一対のエンドプレートは拘束バンドや拘束ボルトなどにより積層方向に拘束される。
【０００３】
上記集合電池を形成する単電池としては、鉛蓄電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池などが挙げられる。この単電池の電槽の材料には、たとえばＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルーブタジエンースチレン共重合体）を使用可能である。ＡＢＳ樹脂は、成形性に優れ、剛性、強度、寸法精度のバランスにも優れた樹脂であり、蓄電池の電槽用樹脂として多くの実績がある。
【０００４】
しかし、ＡＢＳ樹脂では耐熱性や強度が不足する場合があるので、変性ポリフェニレンエーテル樹脂も蓄電池の電槽用樹脂として使用されている。この変性ポリフェニレンエーテル樹脂は、ポリフェニレンエーテルとポリスチレンの混合物であり、その割合を任意に変えることにより目的とする耐熱性を得ることができる。また、難燃性とすることが容易であるため、難燃性が必要とされる場合にも適している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のいずれの樹脂も水蒸気および水素などのガスを透過しやすいという欠点がある。蓄電池の中に含まれる電解液中の水分は、長期間の使用中に水蒸気として蒸発するが、電槽の材料として上記の樹脂を使用すると、水蒸気が電槽を透過し、外部に散逸してしまう。そのため、蓄電池の電解液が減少する。
【０００６】
電解液が減少すると、蓄電池の内部抵抗が大きくなり、放電性能に重大な支障をきたすので、電槽の材料として水蒸気の透過の少ない樹脂の使用が望まれている。そこで、水蒸気の透過を抑制する特性（以下「水蒸気バリヤ性」と称する）に優れたポリプロピレン樹脂の使用も検討されているが、機械的強度、耐熱性の点から、必ずしも十分とは言えない。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、密閉形集合電池の電槽の水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性を向上することが可能な電槽の構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る密閉形集合電池の電槽構造は、１つの局面では、集合電池の各電槽の表面に、電解液中の水分およびガスが該電槽を透過するのを抑制する金属層を含み、電槽間に冷却風を通過させる通路を形成する突起を表面に有するフィルムを貼着したことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る密閉形集合電池の電槽構造は、他の局面では、集合電池の各電槽の表面に、電解液中の水分およびガスが該電槽を透過するのを抑制する無機物層を含み、電槽間に冷却風を通過させる通路を形成する突起を表面に有するフィルムを貼着したことを特徴とする。
【００１０】
本願発明者は、電槽の材料に対する工夫とは別の手法で電槽の水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性を向上させることに着目し、電槽の表面に金属層を貼着して水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性を向上させることを試みた。ところが、集合電池を構成する単電池の場合、たとえば図７（ａ）に示すように電槽間に冷却風を通過させる通路を形成する突起５ａが電槽５の表面に形成されているため、単純に電槽の表面に金属層を含むフィルム１４を貼着しただけでは、該突起５ａの付根近傍で図７（ｂ）に示すようにフィルム１４が浮き上がり、間隙１５が形成されてしまうことが判明した。このような間隙１５が形成されると、上記金属層を含むフィルムの貼着不良となるばかりでなく、該フィルムによる電槽の水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性をも低下させるおそれがある。
【００１１】
そこで、上述のように金属層を有するフィルム側に突起を設け、電槽自体の外表面には、電槽間に冷却風を通過させる通路を形成する突起を設けないようにした。それにより、電槽表面に金属層を含むフィルムを貼りつけた場合に、上記のような間隙が形成されるのを回避することができる。したがって、フィルムの貼着不良を回避しながら電槽の水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性をも確保することができる。なお、金属層と同様の機能を有する無機物層を含むフィルムを貼りつけた場合にも、同様の効果を期待できる。
【００１２】
本発明に係る密閉形集合電池の電槽構造は、さらに他の局面では、電槽間に冷却風を通過させる通路を形成する突起を電槽表面に有する密閉形集合電池の電槽構造であって、突起の付根部表面に該突起の幅を拡大する曲面部を設け、突起を覆うように電槽表面に、電解液中の水分およびガスが該電槽を透過するのを抑制する金属層を含むフィルムを貼着したことを特徴とする。なお、「突起の幅」とは、本願明細書では、突起が設けられている電槽表面と平行な方向の突起の幅のことであり、「金属層を含むフィルム」とは、金属層のみからなるフィルムであってもよく、金属層と他の層とを備えたフィルムであってもよい。
【００１３】
このように突起の付根部表面に曲面部を設けることにより、該曲面部に沿って金属層を含むフィルムを貼着することができ、突起の付根部に上記のような間隙が形成されるのを回避することができる。したがって、フィルムの貼着不良を回避しながら電槽の水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性をも確保することができる。
【００１４】
本発明に係る密閉形集合電池の電槽構造は、さらに他の局面では、電槽間に冷却風を通過させる通路を形成する突起を電槽表面に有する密閉形集合電池の電槽構造であって、突起の付根部に向かうにつれて突起の幅を拡大し、該突起を覆うように電槽表面に、電解液中の水分およびガスが該電槽を透過するのを抑制する金属層を含むフィルムを貼着したことを特徴とする。
【００１５】
本局面の場合も、突起の付根部に向かうにつれて突起の幅を拡大することにより、突起の外周面に沿って金属層を含むフィルムを確実に貼着することができ、突起の付根部に上記のような間隙が形成されるのを回避することができる。したがって、フィルムの貼着不良を回避しながら電槽の水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性を確保することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図７を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１に、本発明を適用可能な密閉形集合電池（蓄電池）１の一例を示す。図１に示すように、集合電池１は、単電池を複数接続して形成される電池モジュール２と、エンドプレート３と、ロアケース４とを備える。
【００１８】
図２に、単電池を形成する電槽５の斜視図を示す。電槽５は、隔壁６と、リブ７と、図示しない蓋とを有する。電槽５の材質としては、たとえば水蒸気バリヤ性に優れたポリプロピレンを使用できる。隔壁６は、電槽５の内部に複数設けられ、該隔壁６により電槽５の内部空間が複数のセルに区画される。リブ７は、隔壁６に対応する位置であって電槽５の外表面に形成される。蓋は、電槽５の上端開口を閉じるように電槽５溶着され、それにより密閉形単電池が形成される。この単電池を複数個組合せることにより、蓄電池である密閉形集合電池１が形成されることとなる。
【００１９】
本実施の形態１では、電槽５の外表面に、電槽５間に冷却風を通過させる通路を形成する突起を設けていない。そして、かかる電槽５の外表面に、図２に示すように、後述するフィルム８を貼着する。なお、図２の例では、電槽５の側壁に一体のフィルム８を貼着する場合を図示しているが、フィルム８をリブ７間の幅に対応する幅に分割し、リブ７間にそれぞれフィルム８を貼着してもよい。
【００２０】
図３（ａ）〜（ｃ）に、本発明のフィルム８の形態例を示す。図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、フィルム８は表面に複数の突起９を有している。フィルム８は、図３（ｃ）に示すように、接着層１０と、第１ポリプロピレン層１１と、金属層１２と、第２ポリプロピレン層１３とを備える。
【００２１】
接着層１０は、感熱性の接着剤で構成され、熱を加えることにより溶融する。したがって、フィルム８を電槽５の外表面上に載置した状態で所定温度に加熱することにより接着層１０が溶融し、電槽５と、第１ポリプロピレン層１１等の上層とを、いわゆるホットメルト加工によって接着することができる。
【００２２】
第１ポリプロピレン層１１は金属層１２を保持する。金属層１２としては、水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性に優れた金属層、たとえばアルミニウム層を採用することが好ましい。金属層１２は、蒸着法等により形成可能である。金属層１２がアルミニウム層である場合、金属層１２の厚みは、たとえば１０μｍ以上２０μｍ以下程度であればよいと考えられる。本願発明者は、アルミニウム層の厚みが１２μｍの場合に優れた水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性を発揮することを確認している。
【００２３】
金属層１２上に、保護層としての第２ポリプロピレン層１３を形成する。それにより、薬剤に対する安定性を確保することができる。この第２ポリプロピレン層１３上に、図３（ｃ）に示すように突起９を形成する。
【００２４】
この突起９は、典型的には樹脂で構成することができ、たとえばポッティング法により形成可能である。該突起９を設けることにより、図４に示すように電槽５間に冷却風を通過させる通路を形成することができる。それにより、集合電池１の冷却特性を確保することができる。なお、金属層１２の代わりに雲母等の無機物で構成される無機物層を使用することができ、該無機物層を使用した場合にも金属層１２の場合と同様の効果を期待できる。
【００２５】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について、図５（ａ），（ｂ）〜図７（ａ），（ｂ）を用いて説明する。上述の実施の形態１は、電槽５の外表面に、電槽５間に冷却風を通過させる通路を形成する突起を設けないことを前提とした例であったが、本実施の形態２は、当該突起を電槽５の外表面に設けることを前提としたものである。
【００２６】
図７（ａ）に示すように、電槽５間に冷却風を通過させる通路を設けるために形成されていた従来の突起５ａの側面（外周面）は、電槽５の外表面に対し略垂直に立ち上がっている。かかる急峻な側面（外周面）を有する突起５ａを覆うように電槽５の外表面上に水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性の優れた金属層を含むフィルム１４を貼着すると、突起５ａの付根部でフィルム１４が貼着され難くなり、図７（ｂ）に示すように突起５ａの付根部上でフィルム１４が浮き上がり、間隙１５が形成されてしまう。そのため、フィルム１４の接着不良が生じるとともにフィルム１４の水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性も低下することが懸念される。
【００２７】
なお、フィルム１４は、アルミニウム等の水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性の優れた金属層で構成されてもよく、該金属層と他の任意の層を含む積層構造を有するものであってもよい。また、フィルム１４の接着の際には、別途接着剤をフィルム１４に塗布して電槽５の表面にフィルム１４を接着してもよく、フィルム１４として実施の形態１のようにホットメルト加工を行える構造のフィルムを選択し、ホットメルト加工により接着しもよい。
【００２８】
そこで、図５（ａ）に示すように、突起５ｂの付根部表面に該突起５ｂの幅（突起５ｂの周囲の電槽５の外表面と平行な方向の幅、すなわち突起５ｂの上方からみた幅）を拡大するような曲面部１６を設ける。たとえば、所定の曲率の曲面部１６を突起５ｂの付根部表面に設け、突起５ｂの断面形状が電槽５の外表面に近づくにつれて広がるようにする。曲面部１６は、突起５ｂの付根部にのみ設けてもよいが、突起５ｂの外周面の全面を曲面部１６で構成してもよい。
【００２９】
上記のような突起５ｂを覆うように金属層を含むフィルム１４を電槽５の外表面上に接着すると、図５（ｂ）に示すように、突起５ｂの付根部上にも確実にフィルム１４を接着することができる。したがって、図７（ｂ）のような間隙１５が形成されるのを抑制することができ、フィルム１４の接着不良やフィルム１４の水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性の低下を効果的に抑制することができる。
【００３０】
次に、図６（ａ），（ｂ）を用いて、本実施の形態２の変形例について説明する。本変形例では、図６（ａ），（ｂ）に示すように、電槽５の外表面に設けた突起５ｃを、その付根部に向かうにつれて突起５ｃの幅が拡大するような形状としている。
【００３１】
図６（ａ）に示す例では、突起５ｃの断面形状が略台形形状となるように突起５ｃの外周面を傾斜面（テーパ面）１７で構成し、突起５ｃの先端から下方、すなわち突起５ｃの先端から突起５ｃの周囲の電槽５の外表面に向かうにつれて突起５ｃの幅が拡大するようにしている。
【００３２】
それにより、図５（ａ），（ｂ）の場合と同様に、突起５ｃを覆うようにフィルム１４を電槽５の外表面上に接着した際に、図６（ｂ）に示すように、突起５ｃの傾斜面１７上に沿って確実にフィルム１４を接着することができる。したがって、図７（ｂ）の場合のように間隙１５が形成されるのを抑制することができ、フィルム１４の接着不良やフィルム１４の水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性の低下を効果的に抑制することができる。
【００３３】
なお、図５（ａ），（ｂ）に示す例の思想と、図６（ａ），（ｂ）に示す例の思想とを組合せてもよい。たとえば図６（ａ），（ｂ）の傾斜面１７の下端部に曲面部を設けてもよい。それにより、双方の利点を享受することができる。
【００３４】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行ったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、電槽表面に金属層等を含むフィルムを貼りつけた場合に、電槽間に冷却風を通過させる通路を形成する突起に起因してフィルムと電槽の外表面との間に間隙が形成されるのを抑制することができる。それにより、フィルムの貼着不良を回避しながら電槽の水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性をも確保することができ、電池の内部抵抗が大きくなったり、放電性能に重大な支障をきたすのを抑制しながら電池の外観不良をも抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用可能な集合電池の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１における単電池の電槽の斜視図である。
【図３】（ａ）は本発明のフィルムの斜視図であり、（ｂ）は本発明のフィルムの側面図であり、（ｃ）は本発明のフィルムの断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１のフィルムを貼り付けた電槽の側面図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施の形態２における集合電池の電槽の部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）の電槽の外表面に水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性に優れた金属層を含むフィルムを貼り付けた状態の部分断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施の形態２の変形例における集合電池の電槽の部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）の電槽の外表面に水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性に優れた金属層を含むフィルムを貼り付けた状態の部分断面図である。
【図７】（ａ）は従来の集合電池の電槽の部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）の電槽の外表面に水蒸気バリヤ性およびガスバリヤ性に優れた金属層を含むフィルムを貼り付けた状態の部分断面図である。
【符号の説明】
１　集合電池、２　電池モジュール、３　エンドプレート、４　ロアケース、５　電槽、５ａ〜５ｃ，９　突起、６　隔壁、７　リブ、８，１４　フィルム、１０　接着層、１１　第１ポリプロピレン層、１２　金属層、１３　第２ポリプロピレン層、１５　間隙、１６　曲面部、１７　傾斜面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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