(57)【要約】【課題】角形密閉電池の電気抵抗を低く抑えつつ、電槽の密閉性を容易に確保することのできる角形密閉電池を提供する。【解決手段】角形密閉電池は、隔壁１２ａを介して連接された電槽１２と、正極板と負極板とがセパレータを介して積層されるとともに、正極板の一側部と負極板の一側部とが互いに反対側に突出したリード部２１ａを有する態様で電槽１２に収容される極板群２１と、極板群２１の両側のリード部２１ａに接合された集電板２２と、電槽１２の隔壁１２ａを跨いで隔壁１２ａの両側の集電板２２を接続するとともに、その端部２３ｂが角形ケースの長側面１１ａに接触する位置まで延設される導電性接続板２３と、導電性接続板２３を角形ケースの長側面１１ａから覆う横蓋２０と、角形ケースの長側面１１ａと導電性接続板２３との間、及び導電性接続板２３と隔壁１２ａとの間に配置されたシール部材２４とを備える。【選択図】図３
2017174760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁を介して連接された電槽と、
正極板と負極板とがセパレータを介して積層されるとともに、前記正極板の一側部と前記負極板の一側部とが互いに反対側に突出したリード部を有する態様で前記電槽に収容される極板群と、
前記極板群の両側の前記リード部に接合された集電体と、
前記電槽の隔壁を跨いで前記隔壁の両側の前記集電体を接続するとともに、その端部が前記電槽の外面に接触する位置まで延設される導電性接続板と、
前記導電性接続板を前記電槽の外側から覆うカバー部材と、
前記電槽の外面と前記導電性接続板との間、及び前記導電性接続板と前記隔壁との間に配置されたシール部材と、を備える
角形密閉電池。
【請求項２】
前記電槽の外面には、前記シール部材が配置される凹部が設けられている
請求項１に記載の角形密閉電池。
【請求項３】
前記カバー部材は、前記導電性接続板に密着した状態で前記電槽の外面に取り付けられている
請求項１又は２に記載の角形密閉電池。
【請求項４】
前記導電性接続板は、前記集電体側に突出した形状を有する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の角形密閉電池。
【請求項５】
前記シール部材は、前記集電体と前記導電性接続板との接続部分を囲む環状の部材からなる
請求項１〜４のいずれか一項に記載の角形密閉電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角形密閉電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
所要の電力容量が得られるように、角形電槽に収容された単電池を複数直列接続した角形密閉電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の角形密閉電池では、複数の直方体の電槽が隔壁を介して連接されるとともに、それら電槽内に発電要素が格納されて、隣接する発電要素同士が電気的に直列に接続されている。発電要素は正極板と負極板とを備え、これら極板の端部が集電板に接続されている。そして、電槽の外壁に設けられた開口部に接続板を設け、隣接する電槽の集電板同士を接続板にて接続することにより、角形密閉電池の電気抵抗の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載の角形密閉電池によれば、角形密閉電池の電気抵抗の低減は確かに図られるものの、電槽の外壁の開口部に設けた接続板にて隣接する電槽の集電板同士を接続する構造であるため、各電槽の密閉性を確保することが容易ではない。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、角形密閉電池の電気抵抗を低く抑えつつ、電槽の密閉性をも容易に確保することのできる角形密閉電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決する角形密閉電池は、隔壁を介して連接された電槽と、正極板と負極板とがセパレータを介して積層されて前記電槽に収容されるとともに、前記正極板の一側部と前記負極板の一側部とが互いに反対側に突出したリード部を有する極板群と、前記極板群の両側の前記リード部に接合された集電体と、前記電槽の隔壁を跨ぐとともに、その端部が前記電槽の外面に接触する位置まで延設され、前記隔壁の両側の前記集電体を接続する導電性接続板と、前記導電性接続板を前記電槽の外側から覆うカバー部材と、前記電槽の外面と前記導電性接続板との間、及び前記導電性接続板と前記隔壁との間に配置されたシール部材と、を備えることをその要旨としている。
【０００７】
上記構成によれば、導電性接続板が隔壁を跨ぐとともに隔壁の両側の集電体と接続されるので、電流経路長の増大を抑制して、角形密閉電池の電気抵抗を低く抑えることができる。また、シール部材を電槽の外面と導電性接続板との間及び導電性接続板と隔壁との間に挟み込むことにより、電槽の密閉性を容易に確保することができる。
【０００８】
上記角形密閉電池について、前記電槽の外面には、前記シール部材が配置される凹部が設けられていることが好ましい。
上記構成によれば、電槽の外面に設けられた凹部にシール部材が配置されるので、電槽の外面と導電性接続板との間にシール部材を設けるときに、シール部材による厚みの増加を抑制することができる。また、シール部材の配置位置が凹部によって規定されるので、シール部材の位置ずれを抑制することができる。
【０００９】
上記角形密閉電池について、前記カバー部材は、前記導電性接続板に密着した状態で前記電槽の外面に取り付けられていることが好ましい。
上記構成によれば、カバー部材が電槽の外面に取り付けられるときに導電性接続板に密着した状態となるので、カバー部材を電槽の外面に取り付けることで導電性接続板を押圧して電槽の外面と導電性接続板との間の密閉性をより高く確保することができる。
【００１０】
上記角形密閉電池について、前記導電性接続板は、前記集電体側に突出した形状を有することが好ましい。
上記構成によれば、導電性接続板が集電体側に突出しているので、集電体をカバー部材側へ延出させることなく、導電性接続板と集電体とを接続させることができる。
【００１１】
上記角形密閉電池について、前記シール部材は、前記集電体と前記導電性接続板との接続部分を囲む環状の部材からなることが好ましい。
上記構成によれば、シール部材が集電体と前記導電性接続板との接続部分を囲む環状なので、集電体と導電性接続板との接続部分の密閉性を容易に確保することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、角形密閉電池の電気抵抗を低く抑えつつ、電槽の密閉性をも容易に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】角形密閉電池の一実施形態における正面構造を示す正面図。
【図２】同実施形態の角形密閉電池の内部構造を示す横蓋部分の正面透過図。
【図３】同実施形態の角形密閉電池の内部構造を示す図２の３−３断面図。
【図４】同実施形態の角形密閉電池の内部構造を示す図３の４−４断面図。
【図５】同実施形態の角形密閉電池の内部構造を示す図３の５−５断面図。
【図６】角形密閉電池の変形例における内部構造を示す横蓋部分の正面透過図。
【図７】角形密閉電池の変形例における内部構造を示す図６の７−７断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１〜図５を参照して、角形密閉電池の一実施形態について説明する。
図１に示されるように、角形密閉電池は、所要の電力容量を得るべく電気的に直列接続された複数の単電池、具体的には６個の単電池が角形ケース１１に収容された電池モジュールである。直方体状の角形ケース１１には、長方形状の広い表面積からなる２つの長側面１１ａと、長側面１１ａの短辺にそれぞれ接続される２つの短側面１１ｂと、長側面１１ａの一方の長辺に接続される上面１１ｃと、長側面１１ａの他方の長辺に接続される底面１１ｄとが設けられている。
【００１５】
電池モジュールを構成する角形ケース１１には、角形ケース１１内が隔壁１２ａで仕切られることにより、６個の個別の直方体状の電槽１２が形成されている。そして各単電池は、各電槽１２と、それら電槽１２にそれぞれ収容されている発電要素（図示略）とから構成されている。このように、電池モジュールは、長側面１１ａが各単電池の最も表面積の広い面（長側面）の配列により構成されるとともに、各単電池の長側面を縦に見てその側面にあたる短側面同士を互いに対向配列させた構造となっている。
【００１６】
なお、角形ケース１１の長側面１１ａの表面の隣り合う電池モジュール間には、凸条部１３がそれぞれ形成されている。凸条部１３は、隣り合う電池モジュール間に隙間を生じさせ、その隙間に空気などの冷却媒体を通すことで電池使用時の放熱性を高めることができる。
【００１７】
角形ケース１１の長側面１１ａの隣り合う電槽１２間には、開口部１４がそれぞれ形成されている。これら開口部１４は、横蓋２０によって封止されている。なお、凸条部１３の延出方向の中央部分は、横蓋２０によって分断されている。
【００１８】
図３に示すように、各単電池はニッケル水素蓄電池からなる。すなわち電池モジュールは、ニッケル水素蓄電池としての単電池が複数連結されて構成されている。これら単電池は、各電槽１２内に発電要素として、正極板と負極板とがセパレータを介して積層された極板群２１と、その極板群２１の両側に接合された集電体としての集電板２２と、電解液とを収容している。極板群２１は、正極板の一側部と負極板の一側部とが互いに反対側に突出したリード部２１ａを有している。集電板２２は、極板群２１の両側のリード部２１ａに接合されている。そして、隣り合う電槽１２の集電板２２同士は、導電性接続板２３によって接続されている。導電性接続板２３は、電槽１２の隔壁１２ａを跨いでいる。このような構造によって、電池モジュールの電流経路長の増大を抑制することができる。
【００１９】
図１に示すように、各電槽１２に収容されている発電要素は、隣接する電槽１２に収容されている発電要素に電気的に直列接続されている。また、電池モジュールの両端の電槽１２に収容され、他の発電要素に接続されない集電板２２の端子は、角形ケース１１の短側面１１ｂの上方に設けられた正極側の電極１０Ｐ又は負極側の電極１０Ｎに接続されている。これによって、各電槽１２に収容されて電気的に直列接続された複数の発電要素、すなわち複数の単電池の総出力が正極側の電極１０Ｐと負極側の電極１０Ｎとから取り出される。
【００２０】
角形ケース１１の上面１１ｃには、内部圧力により角形ケース１１が変形することを防ぐため、通気弁１９が設けられている。通気弁１９は、電槽１２の異常な内部圧力を開放する。通気弁１９は、通常は閉鎖（閉弁）して電槽１２の内部とその外部の大気とを隔離する一方、電槽１２の内部圧力が所定の規定値よりも高い圧力となった場合、開放（開弁）して電槽１２の内部の気体などを外部に排出することで電槽１２内部の圧力を低下させる。通気弁１９が作動する圧力である規定値は、角形ケース１１の耐圧性能に応じて定められている。
【００２１】
図２及び図３に示すように、角形ケース１１の長側面１１ａの開口部１４は、導電性接続板２３によって覆われている。すなわち、導電性接続板２３は、開口部１４を覆う大きさである。導電性接続板２３の端部２３ｂは、電槽１２の外面である角形ケース１１の長側面１１ａに接触する位置まで延設されている。また、横蓋２０は、導電性接続板２３を覆う大きさである。
【００２２】
集電板２２は、電槽１２の隔壁１２ａに沿って延出している。角形ケース１１の長側面１１ａ側に延出した集電板２２の端部２２ａは、角形ケース１１の長側面１１ａに沿って電槽１２の隔壁１２ａから離間する方向、言い換えれば角形ケース１１の短側面１１ｂ側に延出している。集電板２２の端部２２ａは、開口部１４内に収まる長さである。
【００２３】
導電性接続板２３は、角形ケース１１の長側面１１ａに接触している。また、導電性接続板２３は、長側面１１ａの開口部１４の内壁と電槽１２の隔壁１２ａとの間に突出して集電板２２の端部２２ａに接触する接触部２３ａを備えている。導電性接続板２３の接触部２３ａは、集電板２２側に突出した形状であって、角形ケース１１の長側面１１ａから凹んだ凹部状に形成されてなる。導電性接続板２３の接触部２３ａと集電板２２の端部２２ａとは、溶接によって導通可能に接続されている。これにより隣り合う電槽１２の集電板２２同士が導通可能に接続されている。導電性接続板２３は、横蓋２０によって角形ケース１１の長側面１１ａ上に押し付けられている。横蓋２０は、導電性接続板２３に密着するとともに、導電性接続板２３を角形ケース１１の長側面１１ａ上に押し付けた状態で電槽１２の外面である角形ケース１１の長側面１１ａ上に溶着されている。つまり、図３〜図５に示すように、横蓋２０の内部空間の高さＨは、導電性接続板２３の厚みＴとほぼ同じ長さに設定されている。
【００２４】
図３〜図５に示すように、導電性接続板２３と角形ケース１１との間には、シール部材２４が配置されている。詳しくは、シール部材２４は、電槽１２の外面である角形ケース１１の長側面１１ａと導電性接続板２３との間、及び導電性接続板２３と電槽１２の隔壁１２ａとの間に配置されている。また、角形ケース１１の長側面１１ａの開口部１４の端部には、シール部材２４を配置する凹部１５が設けられている。開口部１４の凹部１５は、開口部１４側へ開口した切欠き部となっている。電槽１２の隔壁１２ａの先端部には、シール部材２４を配置する凹部１６が設けられている。このため、シール部材２４の配置位置が凹部１５，１６によって規定される。
【００２５】
図２に示すように、シール部材２４は、角形ケース１１の正面視において、集電板２２と導電性接続板２３との接続部分を囲む環状の部材である。シール部材２４は、電槽１２の隔壁１２ａの先端部に位置する第１シール部２４ａを共有した８の字状の形状である。また、開口部１４の凹部１５は、開口部１４の全周に亘って設けられている。シール部材２４は、凹部１５のうち正面視右側の上下方向に延出する部分に配置される第２シール部２４ｂと、凹部１５のうち正面視左側の上下方向に延出する部分に配置される第３シール部２４ｃとを備えている。さらに、シール部材２４は、凹部１５のうち正面視上側の左右方向に延出する部分に配置される第４シール部２４ｄと、凹部１５のうち正面視下側の左右方向に延出する部分に配置される第５シール部２４ｅとを備えている。シール部材２４の第１シール部２４ａの両端は、第４シール部２４ｄと第５シール部２４ｅとにそれぞれ接続されている。
【００２６】
図４に示すように、シール部材２４の第１シール部２４ａは、電槽１２の隔壁１２ａの凹部１６に配置されて、電槽１２の隔壁１２ａと導電性接続板２３との間に配置されている。電槽１２の隔壁１２ａ部分においては、シール部材２４の第１シール部２４ａによって封止されている。
【００２７】
図３に示すように、シール部材２４の第２シール部２４ｂは、角形ケース１１の凹部１５の右側の上下方向に延出する部分に配置されて、角形ケース１１の長側面１１ａと導電性接続板２３との間に配置されている。また、シール部材２４の第３シール部２４ｃは、角形ケース１１の凹部１５の左側の上下方向に延出する部分に配置されて、角形ケース１１の長側面１１ａと導電性接続板２３との間に配置されている。
【００２８】
図５に示すように、シール部材２４の第４シール部２４ｄは、角形ケース１１の凹部１５の上側の左右方向に延出する部分に配置されて、角形ケース１１の長側面１１ａと導電性接続板２３との間に配置されている。また、シール部材２４の第５シール部２４ｅは、角形ケース１１の凹部１５の下側の左右方向に延出する部分に配置されて、角形ケース１１の長側面１１ａと導電性接続板２３との間に配置されている。
【００２９】
開口部１４においては、シール部材２４の第２シール部２４ｂ、第３シール部２４ｃ、第４シール部２４ｄ、第５シール部２４ｅによって密閉されている。このため、開口部１４から導電性接続板２３に沿って横蓋２０内に電界液が漏れることを抑制することができる。よって、各電槽１２の密閉性を容易に確保することができる。
【００３０】
また、導電性接続板２３が角形ケース１１の長側面１１ａ上に延設されるので、放熱性を向上させることができる。特に、電槽１２の内部の熱伝導率は、極板群２１の積層方向よりも面方向の方が大きいため、充放電により極板群２１で発熱した熱は面方向（集電板２２側）に伝達しやすい。そこで、集電板２２と接する導電性接続板２３が電槽１２の外側に存在するため、その部分が冷えやすくなり、電池モジュール全体を好適に冷却することができる。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）導電性接続板２３が電槽１２の隔壁１２ａを跨ぐとともに隔壁１２ａの両側の集電板２２と接続されるので、電流経路長の増大を抑制して、角形密閉電池の電気抵抗を低く抑えることができる。また、シール部材２４を電槽１２の外面である角形ケース１１の長側面１１ａと導電性接続板２３との間及び導電性接続板２３と隔壁１２ａとの間に挟み込むことにより、電槽１２の密閉性を容易に確保することができる。
【００３２】
（２）電槽１２の外面である角形ケース１１の長側面１１ａに設けられた凹部１５にシール部材２４が配置されるので、角形ケース１１の長側面１１ａと導電性接続板２３との間にシール部材２４を設けるときに、シール部材２４による厚みの増加を抑制することができる。また、シール部材２４の配置位置が凹部１５によって規定されるので、シール部材の位置ずれを抑制することができる。
【００３３】
（３）横蓋２０が角形ケース１１の長側面１１ａに取り付けられるときに導電性接続板２３に密着した状態となるので、横蓋２０を電槽の外面に取り付けることで導電性接続板２３を押圧して角形ケース１１の長側面１１ａと導電性接続板２３との間の密閉性をより高く確保することができる。
【００３４】
（４）導電性接続板２３が集電板２２側に突出しているので、集電板２２を横蓋２０側へ延出させることなく、導電性接続板２３と集電板２２とを接続させることができる。
（５）シール部材２４が集電板２２と導電性接続板２３との接続部分を囲む環状なので、集電板２２と導電性接続板２３との接続部分の密閉性を容易に確保することができる。
【００３５】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、６個の単電池を電気的に直接接続して構成される電池モジュールについて例示した。しかしこれに限らず、電池モジュールを構成する単電池の数は、６個よりも少なくても、逆に６個よりも多くてもよい。これにより、電池モジュールへの適用範囲が拡げられる。
【００３６】
・上記実施形態では、集電体として集電板２２を採用したが、板状に限らず、他の形状の集電体を採用してもよい。
・上記実施形態では、シール部材２４を開口部１４の全周に亘る環状としたが、電槽１２の隔壁１２ａ上において分離した２個の環状としてもよい。例えば、図６及び図７に示すように、導電性接続板２３と角形ケース１１の長側面１１ａとの間には、２個のシール部材２５が配置されている。電槽１２の隔壁１２ａの先端部は長側面１１ａに沿って若干拡大されている。右側のシール部材２５は、隔壁１２ａの先端部に配置される第１シール部２５ａと、凹部１５のうち正面視右側の上下方向に延出する部分に配置される第２シール部２５ｂとを備えている。右側のシール部材２５は、凹部１５のうち正面視右上側の左右方向に延出する部分に配置される第４シール部２５ｄと、凹部１５のうち正面視右下側の左右方向に延出する部分に配置される第５シール部２５ｅとを備えている。左側のシール部材２５は、隔壁１２ａの先端部に配置される第１シール部２５ａと、凹部１５のうち正面視左側の上下方向に延出する部分に配置される第３シール部２５ｃとを備えている。左側のシール部材２５は、凹部１５のうち正面視左上側の左右方向に延出する部分に配置される第４シール部２５ｄと、凹部１５のうち正面視左下側の左右方向に延出する部分に配置される第５シール部２５ｅとを備えている。このようにすれば、シール部材２５が簡素な環状となるので、シール部材２５を角形ケース１１の長側面１１ａに配置する際に位置合わせが容易となる。なお、上記実施形態と同様に、各電槽１２の密閉性を容易に確保することができる。
【００３７】
・上記実施形態では、導電性接続板２３が集電板２２側に突出した形状とした。しかしながら、極板群２１及び集電板２２の組み付けが可能であれば、導電性接続板２３を集電板２２側に突出しない形状として、集電板２２を導電性接続板２３まで延出させてもよい。
【００３８】
・上記実施形態では、横蓋２０を、導電性接続板２３に密着した状態で角形ケース１１の長側面１１ａに取り付けた。しかしながら、導電性接続板２３を角形ケース１１の長側面１１ａ又はシール部材２４，２５に密着させることができれば、横蓋２０が導電性接続板２３に密着していなくてもよい。
【００３９】
・上記実施形態では、電槽１２の隔壁１２ａにシール部材２４，２５の第１シール部２４ａ，２５ａが配置される凹部１６を設けた。しかしながら、電槽１２の隔壁１２ａにシール部材２４，２５の第１シール部２４ａ，２５ａを配置することができれば、凹部１６を省略してもよい。
【００４０】
・上記実施形態では、角形ケース１１の長側面１１ａにシール部材２４，２５が配置される凹部１５を設けた。しかしながら、角形ケース１１の長側面１１ａにシール部材２４，２５が配置することができれば、凹部１５を省略してもよい。
【００４１】
・上記実施形態では、ニッケル水素電池からなる電池について例示した。しかしこれに限らず、電池は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池やニッケル亜鉛電池等の二次電池（蓄電池）であってもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０…電極、１０Ｐ…正極側の電極、１０Ｎ…負極側の電極、１１…角形ケース、１１ａ…長側面、１１ｂ…短側面、１１ｃ…上面、１１ｄ…底面、１２…収容部としての電槽、１２ａ…隔壁、１３…凸条部、１４…開口部、１５…凹部、１６…凹部、１９…通気弁、２０…横蓋、２１…極板群、２１ａ…リード部、２２…集電体としての集電板、２３…導電性接続板、２３ａ…接触部、２３ｂ…端部、２４…シール部材、２４ａ…第１シール部、２４ｂ…第２シール部、２４ｃ…第３シール部、２４ｄ…第４シール部、２４ｅ…第５シール部、２５…シール部材、２５ａ…第１シール部、２５ｂ…第２シール部、２５ｃ…第３シール部、２５ｄ…第４シール部、２５ｅ…第５シール部。
【図１】
2017174760.tif 000003
【図２】
2017174760.tif 000004
【図３】
2017174760.tif 000005
【図４】
2017174760.tif 000006
【図５】
2017174760.tif 000007
【図６】
2017174760.tif 000008
【図７】
2017174760.tif 000009