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JP6693364B2 - Water battery - Google Patents

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JP6693364B2
JP6693364B2 JP2016181772A JP2016181772A JP6693364B2 JP 6693364 B2 JP6693364 B2 JP 6693364B2 JP 2016181772 A JP2016181772 A JP 2016181772A JP 2016181772 A JP2016181772 A JP 2016181772A JP 6693364 B2 JP6693364 B2 JP 6693364B2
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Description

本明細書に記載された内容は、水系電池に関する。   The content described in this specification relates to an aqueous battery.

従来から各種電池について提案されており、たとえば、特許第5369342号公報に記載された二次電池は、電解液としてアルカリ水溶液が用いられた水系電池について記載されている。この水系電池は、筒状の外装体と、外装体内に配置された積層体と、積層体を貫通する軸部とを備え、積層体は、正極と、負極と、正極および負極の間に配置されたセパレータとを含む。   Conventionally, various batteries have been proposed, for example, a secondary battery described in Japanese Patent No. 5369342 describes an aqueous battery using an alkaline aqueous solution as an electrolytic solution. This water-based battery includes a cylindrical outer casing, a laminated body arranged inside the outer casing, and a shaft portion penetrating the laminated body, and the laminated body is arranged between the positive electrode, the negative electrode, and between the positive electrode and the negative electrode. And a separated separator.

特許第5369342号公報Patent No. 5369342

上記のように構成された水系電池においては、水系電池の使用環境によって水系電池に外力や振動が加えられ、セパレータが位置ずれするおそれがある。また、水系電池の製造過程において、正極、セパレータおよび負極を順次積層させる際にも、セパレータが位置ずれするおそれがある。このように、セパレータが位置ずれすると、水系電池の内部抵抗が高くなる。   In the water-based battery configured as described above, external force or vibration may be applied to the water-based battery depending on the usage environment of the water-based battery, and the separator may be displaced. Further, in the process of manufacturing a water-based battery, the separator may be displaced when the positive electrode, the separator and the negative electrode are sequentially laminated. When the separator is displaced in this way, the internal resistance of the water-based battery increases.

本明細書に記載された水系電池は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、セパレータの位置ずれを抑制すると共にセパレータの位置ずれによる内部抵抗の上昇が抑制された水系電池を提案することである。   The water-based battery described in the present specification has been made in view of the above problems, and its purpose is to suppress the displacement of the separator and suppress the increase of the internal resistance due to the displacement of the separator. It is to propose a water-based battery.

本明細書に記載された水系電池は、正極板と、セパレータと、負極板とが積層方向に積層された電極体と、電極体を収納する収納ケースと、電極体に挿入されると共に積層方向に延びる絶縁性の位置決め部材とを備える。上記電極体を積層方向から離れた位置から視ると、セパレータは、正極板および負極板のいずれとも対向する対向部分と、対向部分と隣り合うと共に正極板および負極板のいずれとも対向しない非対向部分とを含む。上記位置決め部材は、セパレータと非対向部分を通るように設けられる。   The water-based battery described in the present specification includes a positive electrode plate, a separator, and an electrode body in which a negative electrode plate is stacked in a stacking direction, a storage case for storing the electrode body, and a stacking direction while being inserted into the electrode body. And an insulating positioning member extending to the. When the electrode body is viewed from a position away from the stacking direction, the separator is a facing portion that faces both the positive electrode plate and the negative electrode plate, and a non-opposing portion that is adjacent to the facing portion and does not face either the positive electrode plate or the negative electrode plate. Including parts and. The positioning member is provided so as to pass through a portion that does not face the separator.

上記の水系電池によれば、位置決め部材がセパレータに挿入されており、セパレータが位置ずれを抑制することができる。セパレータの位置ずれが抑制されているので、電極体内の内部抵抗の上昇を抑制することができる。   According to the above water-based battery, the positioning member is inserted in the separator, and the separator can be prevented from being displaced. Since the displacement of the separator is suppressed, it is possible to suppress the increase in internal resistance in the electrode body.

また、セパレータの位置ずれが抑制されているので、セパレータがない状態で正極板および負極板が対向する領域を小さく抑えることができ、正極板および負極板が互いに直接接触することを抑制することができる。これにより、正極板および負極板間の短絡を防止することができる。   Further, since the displacement of the separator is suppressed, it is possible to suppress the area where the positive electrode plate and the negative electrode plate face each other without the separator, and to suppress the positive electrode plate and the negative electrode plate from directly contacting each other. it can. Thereby, a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate can be prevented.

他の水系電池においては、上記位置決め部材は、積層方向に延びる軸部と、軸部から突出すると共に所定の間隔をあけて形成された複数の支持部とを含み、セパレータは、支持部によって支持される。   In another water-based battery, the positioning member includes a shaft portion extending in the stacking direction, and a plurality of support portions protruding from the shaft portion and formed at predetermined intervals, and the separator is supported by the support portion. To be done.

上記の水系電池によれば、各セパレータが所定の間隔で配置されており、積層されたセパレータ、正極板および負極板の各部材に加えられる面圧を均一化することができる。   According to the above water-based battery, the separators are arranged at predetermined intervals, and the surface pressure applied to each member of the stacked separator, the positive electrode plate and the negative electrode plate can be made uniform.

本明細書に記載された水系電池によれば、セパレータの位置ずれを抑制することができ、セパレータの位置ずれによる内部抵抗の上昇を抑制することができる。   According to the water-based battery described in the present specification, displacement of the separator can be suppressed, and increase in internal resistance due to displacement of the separator can be suppressed.

本実施の形態1に係る水系電池1を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing the water-based battery 1 according to the first embodiment. 電極体3を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view showing electrode body 3. 積層方向D1に離れた位置から電極体3を見たときの電極体3の平面図である。FIG. 7 is a plan view of the electrode body 3 when the electrode body 3 is viewed from a position separated in the stacking direction D1. 水系電池1Aの電極体3Aを示す一部を断面視した側面図である。It is the side view which carried out the cross section of a part which shows electrode body 3A of water system battery 1A. 図4のV−V線における断面図である。It is sectional drawing in the VV line of FIG. 位置決め部材6Aを平面視したときの図である。It is a figure when the positioning member 6A is planarly viewed. 位置決め部材6Aを示す斜視図である。It is a perspective view showing a positioning member 6A. 電極体3Aの最も最下層に配置されたセパレータ43Aの穴部47Aおよびその周囲の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the hole 47A of the separator 43A arrange | positioned at the lowest layer of 3 A of electrode bodies, and the structure of the circumference | surroundings. セパレータ43Aの上方に配置されたセパレータ41Aの穴部47Aおよびその周囲の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the hole part 47A of separator 41A arrange | positioned above separator 43A, and the structure of the circumference | surroundings. セパレータ41Aの上方に配置されたセパレータ43Bの穴部47Aおよびその周囲の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the hole 47A of separator 43B arrange | positioned above separator 41A, and the structure of the circumference | surroundings. 実施の形態3に係る水系電池1Bを示し、一部を断面視した側面図である。FIG. 11 is a side view showing a part of the water-based battery 1B according to Embodiment 3 with a cross-section. 図11のXII−XII線における断面図である。It is sectional drawing in the XII-XII line of FIG.

図1から図12を用いて、水系電池について説明する。なお、図1から図12に記載された構成において、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付して、重複した説明を省略する。   The aqueous battery will be described with reference to FIGS. 1 to 12. In addition, in the configurations illustrated in FIGS. 1 to 12, the same or substantially the same configurations are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1に係る水系電池1を示す分解斜視図である。この図1に示すように、水系電池1は、ケース2と、ケース2内に収納された電極体3と、電極体3に挿入された複数の位置決め部材6とを含む。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a water-based battery 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the water-based battery 1 includes a case 2, an electrode body 3 housed in the case 2, and a plurality of positioning members 6 inserted in the electrode body 3.

ケース2は略直方体形状であり、ケース2は正極集電部4と負極集電部5とを含む。正極集電部4と負極集電部5とが互いに結合することで、ケース2が形成されている。   The case 2 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and the case 2 includes a positive electrode current collector 4 and a negative electrode current collector 5. The positive electrode current collector 4 and the negative electrode current collector 5 are coupled to each other to form the case 2.

正極集電部4および負極集電部5は、金属NiまたはNiめっき鋼鈑によって形成されている。   The positive electrode current collector 4 and the negative electrode current collector 5 are made of metallic Ni or a Ni-plated steel plate.

正極集電部4は、長方形形状に形成された天板部10と、天板部10の一方の短辺に接続された側壁部11と、天板部10の他方の短辺に接続された側壁部12と、ガスケット13,14とを含む。   The positive electrode current collector 4 is connected to the top plate 10 formed in a rectangular shape, the side wall 11 connected to one short side of the top plate 10, and the other short side of the top plate 10. The side wall portion 12 and the gaskets 13 and 14 are included.

側壁部11,12は、天板部10の各短辺から負極集電部5に向けて延びており、側壁部11と側壁部12とは互いに対向するように配置されている。   The side wall portions 11 and 12 extend from each short side of the top plate portion 10 toward the negative electrode current collector portion 5, and the side wall portion 11 and the side wall portion 12 are arranged to face each other.

側壁部11は、側辺21および側辺22と、側辺21,22の端部同士を接続する端辺20とを含む。側辺21には加締め片23が形成されており、側辺22には加締め片24が形成されている。   The side wall portion 11 includes a side edge 21 and a side edge 22, and an end edge 20 that connects the end portions of the side edges 21 and 22. A crimping piece 23 is formed on the side edge 21, and a crimping piece 24 is formed on the side edge 22.

側壁部12は、側辺26および側辺27と、側辺26および側辺27の端部同士を接続する端辺25とを含む。側辺26には加締め片28が形成されており、側辺27には加締め片29が形成されている。   The side wall portion 12 includes a side edge 26 and a side edge 27, and an edge edge 25 connecting the ends of the side edge 26 and the side edge 27. A crimping piece 28 is formed on the side edge 26, and a crimping piece 29 is formed on the side edge 27.

ガスケット13は、側壁部11の端辺20に設けられており、ガスケット14は側壁部12の端辺25に設けられている。ガスケット13,14は、絶縁性の樹脂材料などによって形成されている。   The gasket 13 is provided on the edge 20 of the side wall 11, and the gasket 14 is provided on the edge 25 of the side wall 12. The gaskets 13 and 14 are made of an insulating resin material or the like.

負極集電部5は、長方形形状に形成された底板部30と、底板部30の一方の長辺から正極集電部4に向けて延びる側壁部31と、底板部30の他方の長辺から正極集電部4に向けて延びる側壁部32と、ガスケット15,16とを含む。   The negative electrode current collector 5 has a rectangular bottom plate 30, a side wall 31 extending from one long side of the bottom plate 30 toward the positive current collector 4, and another long side of the bottom plate 30. A side wall portion 32 extending toward the positive electrode current collector 4 and gaskets 15 and 16 are included.

側壁部31は、側辺33および側辺34と、側辺33の端部および側辺34の端部を接続する端辺35とを含む。側壁部32は、側辺36,37と、側辺36の端部および側辺37の端部を接続する端辺38とを含む。   The side wall 31 includes a side 33 and a side 34, and an end 35 that connects the end of the side 33 and the end of the side 34. The side wall portion 32 includes side edges 36 and 37, and an end edge 38 that connects the end of the side edge 36 and the end of the side edge 37.

ガスケット15は、側壁部31の側辺33、端辺35および側辺34に亘って延びるように配置されており、ガスケット16も、側壁部32の側辺36、端辺38および側辺37に亘って延びるように形成されている。なお、ガスケット15,16も、樹脂などの絶縁材料によって形成されている。そして、正極集電部4と、負極集電部5とを組み合わせてケース2を形成する際には、加締め片23,24,28,29が側辺36,33,37,34と共に加締められる。このように正極集電部4および負極集電部5が一体化されたときにおいても、ガスケット13,14,15,16によって、正極集電部4と負極集電部5との絶縁性は確保されている。   The gasket 15 is arranged so as to extend over the side edge 33, the end edge 35, and the side edge 34 of the side wall portion 31, and the gasket 16 is also attached to the side edge 36, the edge edge 38, and the side edge 37 of the side wall portion 32. It is formed to extend over. The gaskets 15 and 16 are also made of an insulating material such as resin. Then, when the case 2 is formed by combining the positive electrode current collector 4 and the negative electrode current collector 5, the caulking pieces 23, 24, 28, 29 are caulked together with the side edges 36, 33, 37, 34. Be done. Even when the positive electrode current collector 4 and the negative electrode current collector 5 are integrated in this way, the gaskets 13, 14, 15, 16 ensure insulation between the positive electrode current collector 4 and the negative electrode current collector 5. Has been done.

図2は、電極体3の一部を示す分解斜視図である。この図2に示すように、電極体3は、正極板40と、セパレータ41と、負極板42と、セパレータ43とを順次、積層方向D1に積層することで形成されている。なお、本実施の形態においては、正極板40、セパレータ41,43および負極板42が複数積層されている。   FIG. 2 is an exploded perspective view showing a part of the electrode body 3. As shown in FIG. 2, the electrode body 3 is formed by sequentially stacking the positive electrode plate 40, the separator 41, the negative electrode plate 42, and the separator 43 in the stacking direction D1. In the present embodiment, the positive electrode plate 40, the separators 41 and 43, and the negative electrode plate 42 are stacked.

正極板40は、水酸化Niなどから形成されており、負極板42は水素吸蔵合金などから形成されている。セパレータ41およびセパレータ43は、ポリオレフィン系不織布から形成されている。   The positive electrode plate 40 is formed of Ni hydroxide or the like, and the negative electrode plate 42 is formed of hydrogen storage alloy or the like. The separator 41 and the separator 43 are formed of a polyolefin-based nonwoven fabric.

なお、ケース2内には、電解液が電極体3と共に収納されており、電解液としては、アルカリ性電解液が採用されている。   The case 2 contains an electrolytic solution together with the electrode body 3, and an alkaline electrolytic solution is used as the electrolytic solution.

ここで、水系電池とは、電解液に水溶液が用いられた電池であり、電解液にアルカリ性電解液が用いられた電池も水系電池に含まれる。   Here, the water-based battery is a battery in which an aqueous solution is used as the electrolytic solution, and a battery in which an alkaline electrolytic solution is used as the electrolytic solution is also included in the aqueous battery.

つまり、水系とは「プロトン性」の意であり、非水系とは「非プロトン性」の意である。「プロトン性」溶媒とは、分子が解離することにより、水素イオン(プロトン)を放出する溶媒を意味する。「非プロトン性」溶媒とは、プロトンを放出しない溶媒である。たとえば、アルコールは有機溶媒であるが、プロトンを放出するので「プロトン性」溶媒に含まれる。   That is, an aqueous system means "protic" and a non-aqueous system means "aprotic". By "protic" solvent is meant a solvent that releases hydrogen ions (protons) by the dissociation of molecules. An "aprotic" solvent is a solvent that does not release protons. For example, alcohols are organic solvents, but are included in "protic" solvents because they release protons.

なお、リチウムイオン電池の電解液溶媒は、単なる有機溶媒ではなく、分子の中にプロトンが取れる部分がなく、「非プロトン性」溶媒である。すなわち、リチウムイオン電池は、水系電池に含まれない。また、本実施の形態1に係る水系電池1は、充放電可能な二次電池である。   It should be noted that the electrolyte solvent of the lithium-ion battery is not a simple organic solvent, but is an “aprotic” solvent because it has no part capable of taking a proton in the molecule. That is, the lithium ion battery is not included in the water-based battery. Further, the water-based battery 1 according to the first embodiment is a rechargeable secondary battery.

図3は、積層方向D1に離れた位置から電極体3を見たときの電極体3の平面図である。この図3に示すように、正極板40は、セパレータ41,43から外方に張り出す張出部分50,51を含み、張出部分50,51は、端辺52,53を含む。   FIG. 3 is a plan view of the electrode body 3 when the electrode body 3 is viewed from a position separated in the stacking direction D1. As shown in FIG. 3, the positive electrode plate 40 includes protruding portions 50 and 51 protruding outward from the separators 41 and 43, and the protruding portions 50 and 51 include end sides 52 and 53.

また、負極板42も、セパレータ41,43から外方に張り出す張出部分54,55を含み、張出部分54,55は、端辺56,57を含む。   The negative electrode plate 42 also includes overhanging portions 54 and 55 that project outward from the separators 41 and 43, and the overhanging portions 54 and 55 include end sides 56 and 57.

そして、各負極板42の端辺57は側壁部31に接触しており、負極板42の端辺56は負極集電部5の側壁部32に接触している。同様に、正極板40の端辺52は、正極集電部4の側壁部12に接触しており、端辺53は正極集電部4の側壁部11に接触している。   The edge 57 of each negative electrode plate 42 is in contact with the side wall portion 31, and the edge 56 of the negative electrode plate 42 is in contact with the side wall portion 32 of the negative electrode current collector 5. Similarly, the edge 52 of the positive electrode plate 40 is in contact with the sidewall 12 of the positive electrode current collector 4, and the edge 53 is in contact with the sidewall 11 of the positive electrode current collector 4.

図3において、セパレータ41,43は、正極板40および負極板42のいずれとも対向する対向部分45と、正極板40および負極板42のいずれにとも対向しない非対向部分46とを含む。セパレータ41,43の非対向部分46には穴部47が形成されており、この穴部47に位置決め部材6が挿入されている。位置決め部材6は、樹脂などの絶縁材料によって形成されている。   In FIG. 3, the separators 41 and 43 include a facing portion 45 facing both the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 42, and a non-facing portion 46 not facing both the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 42. A hole 47 is formed in the non-opposing portion 46 of the separators 41 and 43, and the positioning member 6 is inserted into the hole 47. The positioning member 6 is made of an insulating material such as resin.

なお、この図3に示す例においては、対向部分45は略長方形形状であり、非対向部分46は対向部分45の角部と隣り合うように位置している。そして、各位置決め部材6は、電極体3の上面から下面まで貫通するように設けられている。   In the example shown in FIG. 3, the facing portion 45 has a substantially rectangular shape, and the non-facing portion 46 is positioned so as to be adjacent to the corner of the facing portion 45. Then, each positioning member 6 is provided so as to penetrate from the upper surface to the lower surface of the electrode body 3.

このように、各セパレータ41およびセパレータ43は、位置決め部材6によって位置決めされており、水系電池1の外部から外力が加えられたり、水系電池1に振動が生じたとしても、各セパレータ41,43が位置ずれすることを抑制することができる。   In this way, the separators 41 and 43 are positioned by the positioning member 6, and even if external force is applied from the outside of the water-based battery 1 or the water-based battery 1 vibrates, the separators 41 and 43 are It is possible to suppress displacement.

そして、各位置決め部材6は、正極板40および負極板42のいずれにも接触または近接するように設けられており、正極板40および負極板42が位置ずれすることが抑制されている。   Each positioning member 6 is provided so as to come into contact with or approach both the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 42, and the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 42 are prevented from being displaced.

具体的には、正極板40の端辺52,53が側壁部12,11に接触しており、X方向に位置ずれし難く、さらに、複数の位置決め部材6によって、Y方向に位置ずれすることが抑制されている。そのため、正極板40がセパレータ41,43に対して相対的に位置ずれすることが抑制されている。   Specifically, since the end sides 52 and 53 of the positive electrode plate 40 are in contact with the side wall portions 12 and 11, it is difficult for them to be displaced in the X direction, and further, they should be displaced in the Y direction by the plurality of positioning members 6. Is suppressed. Therefore, relative displacement of the positive electrode plate 40 with respect to the separators 41 and 43 is suppressed.

負極板42の端辺56,57は、側壁部32,31に接触しておりY方向に位置ずれしにくく、さらに、複数の位置決め部材6によって、X方向に位置ずれすることが抑制されている。そのため、負極板42が、セパレータ41,43に対して相対的に位置ずれすることが抑制されている。   The end sides 56, 57 of the negative electrode plate 42 are in contact with the side wall portions 32, 31 and are unlikely to be displaced in the Y direction, and further, the plurality of positioning members 6 suppress displacement in the X direction. .. Therefore, the negative electrode plate 42 is prevented from being displaced relative to the separators 41 and 43.

その結果、正極板40、負極板42およびセパレータ41,43が互いに位置ずれが抑制されているので、位置ずれによる内部抵抗の上昇を抑制することができる。   As a result, the positive electrode plate 40, the negative electrode plate 42, and the separators 41 and 43 are prevented from being displaced from each other, so that an increase in internal resistance due to the displacement can be suppressed.

仮に、セパレータ41,43が大きく位置ずれすると、正極板40および負極板42の間にセパレータ41,43が配置されていない領域が大きくなり、正極板40および負極板42が短絡するおそれがある。   If the separators 41 and 43 are largely displaced, the area where the separators 41 and 43 are not arranged becomes large between the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 42, and the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 42 may be short-circuited.

その一方で、本実施の形態1に係る電極体3によれば、セパレータ41,セパレータ43、正極板40および負極板42の位置ずれが抑制されており、セパレータ41,43が間になく、正極板40および負極板42が直接対向する領域が小さく抑えられている。このため、正極板40および負極板42が接触することが抑制されており、正極板40および負極板42の間で短絡が生じることが抑制されている。   On the other hand, according to the electrode body 3 according to the first embodiment, the positional displacement of the separator 41, the separator 43, the positive electrode plate 40, and the negative electrode plate 42 is suppressed, and the separators 41, 43 are not in between, and the positive electrode The area where the plate 40 and the negative electrode plate 42 directly face each other is suppressed to be small. Therefore, contact between the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 42 is suppressed, and occurrence of a short circuit between the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 42 is suppressed.

なお、位置決め部材6が挿入される穴部47は、セパレータ41およびセパレータ43に形成されており、正極板40および負極板42に形成されておらず、電極体3の製造工数の低減も図られている。   The hole 47 into which the positioning member 6 is inserted is formed in the separator 41 and the separator 43, and is not formed in the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 42, so that the number of manufacturing steps of the electrode body 3 can be reduced. ing.

上記のように構成された水系電池1の電極体3を製造する際には、まず、複数の位置決め部材6を所定位置に配置する。その後、セパレータ43を位置決め部材6の上方に配置し、セパレータ43を下降させて、セパレータ43の各穴部47に位置決め部材6を通する。このようにして、セパレータ43を所定位置に配置する。   When manufacturing the electrode body 3 of the water-based battery 1 configured as described above, first, the plurality of positioning members 6 are arranged at predetermined positions. After that, the separator 43 is placed above the positioning member 6, the separator 43 is lowered, and the positioning member 6 is passed through each hole 47 of the separator 43. In this way, the separator 43 is arranged at a predetermined position.

その後、正極板40をセパレータ43の上面に配置する。そして、セパレータ41の穴部47に位置決め部材6を通しながらセパレータ41を正極板40の上面に配置する。これにより、セパレータ41が所定位置に配置される。その後、セパレータ41の上面に負極板42を配置する。そして、上記の工程を繰り返すことで、電極体3を製造することができる。   Then, the positive electrode plate 40 is arranged on the upper surface of the separator 43. Then, the separator 41 is arranged on the upper surface of the positive electrode plate 40 while passing the positioning member 6 through the hole 47 of the separator 41. As a result, the separator 41 is arranged at the predetermined position. Then, the negative electrode plate 42 is arranged on the upper surface of the separator 41. Then, the electrode body 3 can be manufactured by repeating the above steps.

このように、本実施の形態1に係る電極体3の製造方法によれば、各セパレータ41,43を所定位置に配置させながら、正極板40、セパレータ41、負極板42およびセパレータ43を順次積層させることができる。これにより、製造された電極体3において、セパレータ41,43の位置ずれによる内部抵抗の上昇を抑制することができる。   As described above, according to the method for manufacturing the electrode body 3 according to the first embodiment, the positive electrode plate 40, the separator 41, the negative electrode plate 42, and the separator 43 are sequentially stacked while the separators 41 and 43 are arranged at predetermined positions. Can be made As a result, in the manufactured electrode body 3, it is possible to suppress an increase in internal resistance due to the displacement of the separators 41 and 43.

(実施の形態2)
図4などを用いて、実施の形態2に係る水系電池1Aについて説明する。図4は、水系電池1Aの電極体3Aを示す一部を断面視した側面図である。また、図5は、図4のV−V線における断面図である。
(Embodiment 2)
A water-based battery 1A according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a side view in which a part of the electrode body 3A of the water-based battery 1A is cross-sectionally viewed. Further, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG.

この図4および図5に示すように、セパレータ41,43には、非対向部分46に穴部47Aが形成されており、各穴部47Aに位置決め部材6Aが挿入されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the separators 41 and 43 have holes 47A formed in the non-opposing portions 46, and the positioning members 6A are inserted into the holes 47A.

図6は、位置決め部材6Aを平面視したときの図であり、図7は、位置決め部材6Aを示す斜視図である。この図6および図7に示すように、位置決め部材6Aは、軸部60と、軸部60の周面に所定の間隔をあけて形成された複数の突起部61〜68が形成されている。   FIG. 6 is a view of the positioning member 6A when seen in a plan view, and FIG. 7 is a perspective view showing the positioning member 6A. As shown in FIGS. 6 and 7, the positioning member 6A has a shaft portion 60 and a plurality of protrusions 61 to 68 formed on the peripheral surface of the shaft portion 60 at predetermined intervals.

図6に示すように、突起部61〜68は、軸部60の周面の周方向に等間隔に設けられており、図7に示すように、突起部61〜68は、軸部60の軸方向に等間隔に設けられている。各突起部61〜68は、軸部60の周面から外方向に突出するように形成されている。   As shown in FIG. 6, the protrusions 61 to 68 are provided at equal intervals in the circumferential direction of the peripheral surface of the shaft portion 60, and as shown in FIG. They are provided at equal intervals in the axial direction. Each of the protrusions 61 to 68 is formed so as to protrude outward from the peripheral surface of the shaft portion 60.

図8は、電極体3Aの最も最下層に配置されたセパレータ43Aの穴部47Aおよびその周囲の構成を示す平面図である。   FIG. 8 is a plan view showing a configuration of the hole portion 47A of the separator 43A arranged in the lowermost layer of the electrode body 3A and its surroundings.

この図8に示すように、穴部47Aの内周縁部は、円弧状に延びる円弧部70と、穴部47の中心方向に向けて突出する突出部71とを含む。   As shown in FIG. 8, the inner peripheral edge portion of the hole portion 47A includes an arc portion 70 that extends in an arc shape and a protrusion portion 71 that protrudes toward the center direction of the hole portion 47.

セパレータ43Aの穴部47Aの開口縁部は、軸部60と、突起部61よりも上方に位置する突起部62〜68を通すような形状である。そして、セパレータ43Aの突出部71は突起部61と接触するように形成されている。そのため、セパレータ43Aは、位置決め部材6Aの突起部61によって支持されている。   The opening edge of the hole 47A of the separator 43A is shaped so as to allow the shaft 60 and the protrusions 62 to 68 located above the protrusion 61 to pass therethrough. The protruding portion 71 of the separator 43A is formed so as to contact the protruding portion 61. Therefore, the separator 43A is supported by the protrusion 61 of the positioning member 6A.

図9は、セパレータ43Aの上方に配置されたセパレータ41Aの穴部47Aおよびその周囲の構成を示す平面図である。図8および図9に示すように、セパレータ41Aの穴部47Aは、セパレータ43Aの穴部47Aを回転させた形状になっている。   FIG. 9 is a plan view showing a configuration of the hole portion 47A of the separator 41A arranged above the separator 43A and its surroundings. As shown in FIGS. 8 and 9, the hole 47A of the separator 41A has a shape obtained by rotating the hole 47A of the separator 43A.

具体的には、セパレータ41Aの突出部71は、突起部62と接触するように形成されており、セパレータ41Aは、位置決め部材6Aの突起部62によって支持されている。なお、セパレータ41Aの穴部47Aは、突起部62よりも上方に位置する突起部63〜68を通すような形状である。   Specifically, the protrusion 71 of the separator 41A is formed so as to contact the protrusion 62, and the separator 41A is supported by the protrusion 62 of the positioning member 6A. The hole 47A of the separator 41A has a shape that allows the protrusions 63 to 68 located above the protrusion 62 to pass therethrough.

また、図10は、セパレータ41Aの上方に配置されたセパレータ43Bの穴部47Aおよびその周囲の構成を示す平面図である。この図9および図10に示すように、セパレータ43Bの穴部47Aは、セパレータ41Aの穴部47Aを回転させた形状となっている。   Further, FIG. 10 is a plan view showing the configuration of the hole portion 47A of the separator 43B arranged above the separator 41A and the surroundings thereof. As shown in FIGS. 9 and 10, the hole 47A of the separator 43B has a shape obtained by rotating the hole 47A of the separator 41A.

そして、セパレータ43Bの穴部47Aの突出部71は、位置決め部材6Aの突起部63と接触するように形成されている。このため、セパレータ43Bは、位置決め部材6Aの突起部63によって支持されている。   The protrusion 71 of the hole 47A of the separator 43B is formed so as to come into contact with the protrusion 63 of the positioning member 6A. Therefore, the separator 43B is supported by the protrusion 63 of the positioning member 6A.

このように、図4に示す各セパレータ41A,43A,41B,43B,41C,43C,41D,43Dの各穴部47Aの形状を異ならせて、各セパレータ41A,43A,41B,43B,41C,43C,41D,43Dを図6および図7に示す各突起部61,62,63,64,65,66,67,68で支持するようにしている。   In this way, the shapes of the holes 47A of the separators 41A, 43A, 41B, 43B, 41C, 43C, 41D, 43D shown in FIG. , 41D, 43D are supported by the protrusions 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68 shown in FIGS. 6 and 7.

このように構成された電極体3Aにおいては、各セパレータ41,43の間隔が所定の間隔となっており、各セパレータ41,43、正極板40および負極板42に加えられる面圧を均一化することができる。   In the electrode body 3A thus configured, the separators 41, 43 are spaced at a predetermined distance, and the surface pressure applied to each separator 41, 43, the positive electrode plate 40, and the negative electrode plate 42 is made uniform. be able to.

これにより、電極体3A内の圧力分布を均一化することができ、部分的に劣化を進行することを抑制することができる。   As a result, the pressure distribution in the electrode body 3A can be made uniform and partial deterioration can be suppressed.

また、上記のように構成された電極体3Aを製造する際には、まず、複数の位置決め部材6Aを立てた状態で、まず、セパレータ43Aを位置決め部材6Aの上方から降ろして、セパレータ43Aの穴部47Aに突起部68,67,66,65,64,63,62を順次通す。そして、セパレータ43Aの突出部71が突起部61にあたり、セパレータ43Aが複数の位置決め部材6Aの突起部61によって支持される。   Further, when manufacturing the electrode body 3A configured as described above, first, with the plurality of positioning members 6A standing up, first the separator 43A is lowered from above the positioning member 6A, and the holes of the separator 43A are removed. The protrusions 68, 67, 66, 65, 64, 63, 62 are sequentially passed through the portion 47A. Then, the protrusion 71 of the separator 43A hits the protrusion 61, and the separator 43A is supported by the protrusions 61 of the plurality of positioning members 6A.

次に、セパレータ43Aの上面に正極板40を配置する。次に、セパレータ41Aを位置決め部材6Aの上方に配置し、その後、セパレータ41Aを下方に下降させる。そして、セパレータ41Aの穴部47Aに突起部68,67,66,65,64,63を順次通して、突起部62上にセパレータ41Aを配置する。次に、セパレータ41Aの上面に負極板42を配置する。   Next, the positive electrode plate 40 is arranged on the upper surface of the separator 43A. Next, the separator 41A is placed above the positioning member 6A, and then the separator 41A is lowered. Then, the protrusions 68, 67, 66, 65, 64, 63 are sequentially passed through the hole 47A of the separator 41A to arrange the separator 41A on the protrusion 62. Next, the negative electrode plate 42 is arranged on the upper surface of the separator 41A.

そして、順次複数のセパレータ41,43、正極板40および負極板42を順次積層して、電極体3Aを作成することができる。このように、本実施の形態2に係る電極体3Aの製造方法によれば、各セパレータ41およびセパレータ43間の間隔を等間隔に配置することができる。なお、電極体3Aの製造工程においても、各セパレータ41,43は、位置決め部材6によって位置決めされており、製造過程において、セパレータ41,43が所定位置からの位置ずれを抑制することができる。   Then, the plurality of separators 41, 43, the positive electrode plate 40, and the negative electrode plate 42 are sequentially laminated in sequence to form the electrode body 3A. As described above, according to the method of manufacturing the electrode body 3A according to the second embodiment, it is possible to arrange the separators 41 and 43 at equal intervals. Also in the manufacturing process of the electrode body 3A, the separators 41 and 43 are positioned by the positioning member 6, so that the separators 41 and 43 can be prevented from being displaced from the predetermined positions in the manufacturing process.

(実施の形態3)
図11および図12を用いて、実施の形態3に係る水系電池1Bについて説明する。図11は、実施の形態3に係る水系電池1Bを示し、一部を断面視した側面図である。この図11に示すように、水系電池1Bのケース2の上面には、安全弁75および注入部76とが形成されている。安全弁75は、ケース2内の内圧が所定圧以上になった際に開弁してケース2内のガスを外部に排気する。注入部76は、製造過程において、電解液を注入する際に用いられる。
(Embodiment 3)
Aqueous battery 1B according to Embodiment 3 will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is a side view showing a part of the water-based battery 1B according to Embodiment 3 as viewed in cross section. As shown in FIG. 11, a safety valve 75 and an injection portion 76 are formed on the upper surface of the case 2 of the water-based battery 1B. The safety valve 75 opens when the internal pressure in the case 2 exceeds a predetermined pressure, and exhausts the gas in the case 2 to the outside. The injection part 76 is used when injecting an electrolytic solution in the manufacturing process.

図12は、図11のXII−XII線における断面図である。この図12に示すように、正極板40は、側壁部31よりも側辺33に近い位置に配置されており、負極板42は、側壁部11よりも側壁部12に近い位置に配置されている。セパレータ41およびセパレータ43は、側壁部31および側壁部11の角部より側壁部12および側辺33の角部に近い位置に配置されている。   12 is a sectional view taken along line XII-XII in FIG. As shown in FIG. 12, the positive electrode plate 40 is disposed closer to the side edge 33 than the side wall portion 31, and the negative electrode plate 42 is disposed closer to the side wall portion 12 than the side wall portion 11. There is. The separator 41 and the separator 43 are arranged at positions closer to the corners of the side wall part 31 and the side wall 33 than the corners of the side wall part 31 and the side wall part 11.

このため、ケース2内において、側壁部31および側壁部11の角部付近には、セパレータ41,43、正極板40および負極板42が配置されていない空間77が形成されている。   For this reason, in the case 2, a space 77 in which the separators 41 and 43, the positive electrode plate 40, and the negative electrode plate 42 are not arranged is formed near the corners of the side wall portion 31 and the side wall portion 11.

そして、空間77の上方に、安全弁75および注入部76が配置されており、安全弁75および注入部76の配置スペースを確保することができる。   Further, the safety valve 75 and the injection portion 76 are arranged above the space 77, and the arrangement space for the safety valve 75 and the injection portion 76 can be secured.

なお、本実施の形態3に係る水系電池1Bにおいても、複数の位置決め部材6が電極体3Bに設けられており、水系電池1Bに外力が加えられたり振動が生じたとしても、正極板40、セパレータ41,43および負極板42が位置ずれすることが抑制されており、電極体3Bの内部抵抗の上昇が抑制されている。   Even in the water-based battery 1B according to the third embodiment, the plurality of positioning members 6 are provided on the electrode body 3B, and even if external force is applied to the water-based battery 1B or vibration occurs, the positive electrode plate 40, The separators 41, 43 and the negative electrode plate 42 are prevented from being displaced, and the internal resistance of the electrode body 3B is prevented from increasing.

以上、実施の形態1〜3について説明したが、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。本発明の技術的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。   Although the first to third embodiments have been described above, the embodiments disclosed this time are exemplifications in all respects and are not restrictive. The technical scope of the present invention is shown by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.

本明細書に記載された水系電池は、たとえば、車両や各種機器に適用することができる。   The water-based battery described in this specification can be applied to, for example, vehicles and various devices.

1,1A,1B 水系電池、2 ケース、3,3A,3B 電極体、4 正極集電部、5 負極集電部、6,6A 位置決め部材、10 天板部、11,12,31,32 側壁部、13,14,15,16 ガスケット、20,25,35,38,52,53,56,57 端辺、21,22,26,27,33,34,36,37 側辺、23,24,28,29 加締め片、30 底板部、40 正極板、41,41A,41B,41C,41D,43,43A,43B,43C,43D セパレータ、42 負極板、45 対向部分、46 非対向部分、47,47A 穴部、50,51,54,55 張出部分、60 軸部、61,62,63,64,65,66,67,68 突起部、70 円弧部、71 突出部、75 安全弁、76 入部、77 空間、D1 積層方向。   1, 1A, 1B Aqueous battery, 2 case, 3, 3A, 3B electrode body, 4 positive electrode current collecting part, 5 negative electrode current collecting part, 6, 6A positioning member, 10 top plate part, 11, 12, 31, 32 side wall Part, 13, 14, 15, 16 Gasket, 20, 25, 35, 38, 52, 53, 56, 57 Edges 21, 22, 26, 27, 33, 34, 36, 37 Sides, 23, 24 , 28, 29 crimping pieces, 30 bottom plate portion, 40 positive electrode plate, 41, 41A, 41B, 41C, 41D, 43, 43A, 43B, 43C, 43D separator, 42 negative electrode plate, 45 facing portion, 46 non-facing portion, 47, 47A Hole, 50, 51, 54, 55 Overhanging portion, 60 Shaft, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68 Projection, 70 Arc, 71 Projection, 75 Safety valve, 76 Inlet, 7 7 Space, D1 Stacking direction.

Claims (1)

正極板と、セパレータと、負極板とが積層方向に積層された電極体と、
前記電極体を収納する収納ケースと、
前記電極体に挿入されると共に前記積層方向に延びる絶縁性の位置決め部材と、
を備え、
前記電極体を前記積層方向から離れた位置から視ると、前記セパレータは、前記正極板および前記負極板のいずれとも対向する対向部分と、前記対向部分と隣り合うと共に前記正極板および前記負極板のいずれとも対向しない非対向部分とを含み、
前記位置決め部材は、前記セパレータと前記非対向部分を通るように設けられ、
前記位置決め部材は、前記積層方向に延びる軸部と、前記軸部から突出すると共に所定の間隔をあけて形成された複数の支持部とを含み、
前記セパレータは、前記支持部によって支持された、水系電池。
A positive electrode plate, a separator, and an electrode body in which a negative electrode plate is stacked in the stacking direction,
A storage case for storing the electrode body,
An insulating positioning member that is inserted into the electrode body and extends in the stacking direction,
Equipped with
When viewing the electrode body from a position away from the stacking direction, the separator is a facing portion that faces both the positive electrode plate and the negative electrode plate, and is adjacent to the facing portion and the positive electrode plate and the negative electrode plate. Including a non-facing portion that does not face any of,
The positioning member is provided so as to pass through the separator and the non-opposing portion,
The positioning member includes a shaft portion extending in the stacking direction, and a plurality of support portions protruding from the shaft portion and formed at predetermined intervals,
The separator is an aqueous battery supported by the supporting portion .
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