(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押さえ板とスペーサーと両者間に挟まれた発電部とからなる積層体、前記積層体の中央部に設けた空洞部、および前記空洞部に配置した、電解液を封入したアンプルを有する注液式電池であって、前記スペーサーはその空洞部に面する部分の径が、発電部から離れるにつれて小さくなるテーパを設けたことを特徴とする注液式電池。
【請求項２】
前記テーパの角度Ｘは０．５°≦Ｘ＜４°である請求項１記載の注液式電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、注液式電池に関するものである。さらに詳しくは、小型タイプの注液式電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の注液式電池における構成要素の一部の概略縦断面図を図２に示す。
押さえ板４、スペーサー５、および両者間に挟まれた発電部６は、中央部に空洞部７を設けている。スペーサー５における空洞部７の径は発電部６における空洞部７の径と同一であり、空洞部７は円柱状の形状を呈している。その空洞部７には、電解液８を封入したアンプル９が配置されている。
【０００３】
注液式電池では、アンプル９に封入された電解液８が、アンプル９の外部衝撃による破壊で、外部に流出し、電池の旋回による遠心力により発電部６へ流入することで電圧が発生する構成となっている。
【０００４】
ところが、近年、従来の注液式電池に対して、体積比が約１／４で、しかも、発生電圧が１／５と小型タイプの注液式電池の要望が高まっている。このため、発電部を構成するセル数が少なく、電解液が少量の注液式電池の開発が要求されている。
【０００５】
しかし、上記のような従来構成の注液式電池では、スペーサーと発電部における空洞部の径が同一であるため、電解液の一部は、スペーサー部分で滞留し、反応に寄与しない電解液が生じる。そのために、電池性能の低下やばらつきを生じてしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決するために、発電部を構成する各セルに電解液を迅速に、確実に注入することができ、優れた電池性能を有する注液式電池を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の注液式電池は、押さえ板とスペーサーと両者間に挟まれた発電部とからなる積層体、前記積層体の中央部に設けた空洞部、および前記空洞部に配置した、電解液を封入したアンプルを有する注液式電池であって、前記スペーサーはその空洞部に面する部分の径が、発電部から離れるにつれて小さくなるテーパを設けたことを特徴とする。
前記テーパの角度Ｘは０．５°≦Ｘ＜４°であることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１を参照して説明する
１は金属製の外装ケースであり、端子ピン２ａ、２ｂを設けたフェノール樹脂製の電池蓋３により覆蓋される構成となっている。
【０００９】
外装ケース１の内部には、金属製の押さえ板４とポリエチレンからなるスペーサー５との間に挟まれた発電部６が収容されている。発電部６は、例えば鉛粉を活物質とする負極板、セルロース製のセパレータ、および二酸化鉛を活物質とする正極板からなる単セルを複数積層したものである。
【００１０】
押さえ板４、スペーサー５、および発電部６からなる積層体には中央部に空洞部７が設けられている。その空洞部７には、過塩素酸水溶液からなる電解液８を封入したアンプル９が配置されている。そして、その空洞部７の上部および下部には、電解液が外部へ漏れないように鉄板１０ａ、１０ｂが配されている。外装ケース１とスペーサー５および発電部６との隙間には、端子ピン２ａ、２ｂと発電部６とを接続するリード線１１ａ、１１ｂが配されている。そして、外装ケース１と押さえ板４、スペーサー５、および発電部６との隙間およびスペーサー５の上部に樹脂１２が充填されている。よって、リード線１１ａ、１１ｂおよび空洞部７の上部に配された鉄板１０ａは樹脂１２で埋め込まれる構成となっている。また、樹脂１２は外装ケース１を封口するための電池蓋３を接着する役割も兼ねている。
【００１１】
本発明では、スペーサー５の空洞部７における径が発電部から離れるにつれて、つまりスペーサー５の上部ほど小さくなるようにテーパを設けた構成としている。
【００１２】
このような構成とすることにより、電解液はテーパに沿って発電部へ流れていくため、電解液を発電部における積層された各セルに迅速に、確実に注入することができ、電池性能の向上を図ることができる。
スペーサーには、ポリエチレン以外に、塩化ビニル樹脂、およびフッ素樹脂を用いてもよい。
【００１３】
テーパの角度Ｘは０．５°≦Ｘ＜４°であることが好ましい。テーパ角度は０．５°未満では、テーパを設けることによる効果がみられなくなる。一方、テーパ角度が４°以上では、アンプルの容積を小さくして、電解液を減らさなければならなくなるため、持続時間が短くなる。
【００１４】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を説明する。
《実施例》
スペーサーは、外径１７．４ｍｍ、高さ１０ｍｍとした。スペーサーには、空洞部の径が発電部から離れるにつれて１０ｍｍから９ｍｍへと減少するようにテーパを設けた。このときのテーパ角度は３°であった。
【００１５】
また、正極板および負極板は、外径１７．４ｍｍ、内径１０ｍｍとした。この正負極板を用いてセルを構成し、７セルを直列に接続し、さらにこの７セルを２並列に接続したものを積層して発電部とした。
そして、図１のような本発明のスペーサーを用いた小型注液式電池を作製した。この本発明による電池をＡとする。
【００１６】
次に、本発明の電池Ａを用いて、放電試験を行った。
常温にて、電池に旋回数２５０００ｒｐｍの旋回を加え、アンプルを破壊した。そして、アンプルに封入されていた電解液が発電部に流入することにより発生した電圧の立ち上がり時間および持続時間を調べた。このときの負荷電流は２００ｍＡとした。
なお、電圧の立ち上がり時間は、アンプルが破壊されてから電圧が７Ｖに到達するまでの時間とした。また、持続時間はアンプルが破壊されてから電圧が７Ｖを切るまでの時間とした。
【００１７】
《比較例》
実施例で使用したスペーサーの代わりに、スペーサーの空洞部にテーパを設けずに、外径１７．４ｍｍ、内径１０ｍｍ、および高さ１０ｍｍとしたスペーサーを用いた以外は実施例と同様にして小型注液式電池を作製した。この比較例の電池をＢとする。この電池Ｂを用いて実施例と同様の条件で放電試験を行った。
【００１８】
その試験結果を図３に示す。比較例の電池Ｂよりも本発明の電池Ａのほうが立ち上がり時間が短く、持続時間が長いことが明らかとなった。また、試験時の電池電圧も高く、良好な電池特性が得られた。
次に、本発明の実施例および比較例の電池をそれぞれ５個ずつ用いて、上記と同様の試験を行い電池特性のばらつき（最大値と最小値の差）を評価した。その試験結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
0004166970.tif 000002
【００２０】
表１から明らかなように、比較例の電池Ｂに比べて、本発明の電池Ａのほうが、立ち上がり時間が短く、持続時間が長いことに加えて、それらのばらつきが小さく、安定した電池特性が得られた。
よって、本発明の電池Ａはテーパを設けることによって、電解液が、迅速に、確実に、発電部の各セルへ流入することができるため、良好な電池特性が得られた。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、発電部を構成する各セルに電解液を迅速に、確実に注入することができ、優れた電池性能を有する注液式電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における注液式電池の縦断面図である。
【図２】従来の注液式電池における構成要素の一部の概略縦断面図である。
【図３】本発明および比較例の電池の放電特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１  外装ケース
２ａ、２ｂ  端子ピン
３  電池蓋
４  押さえ板
５  スペーサー
６  発電部
７  空洞部
８  電解液
９  アンプル
１０ａ、１０ｂ  鉄板
１１ａ、１１ｂ  リード線
１２  樹脂
【図１】
0004166970.tif 000003
【図２】
0004166970.tif 000004
【図３】
0004166970.tif 000005