镍锌电池单元电池包及使用了该镍锌电池单元电池包的电池组制造技术

本发明专利技术以处理性优异且对电池组的组装极其有利的单元电池包的形态提供正负极间通过氢氧化物离子传导性隔板而可靠地分隔开的镍锌电池的单电池(单元电池)。本发明专利技术的镍锌电池单元电池包包括：柔性袋体，该柔性袋体由柔性膜形成；隔离片材，该隔离片材液密性地结合于所述柔性袋体的内侧，并以不允许液体连通的方式区划出正极室和负极室；正极及正极电解液，该正极及正极电解液被收纳于所述正极室；以及负极及负极电解液，该负极及负极电解液被收纳于所述负极室，其中，隔离片材具备隔板结构体，该隔板结构体包含具有氢氧化物离子传导性但不具有透水性的隔板。

Cell package for nickel zinc battery cell and battery pack using the cell package of the nickel zinc battery

The present invention provides a single cell (unit battery) which reliably separates the positive and negative electrodes through the hydroxide ion conductive barrier, which is excellent in processing performance and extremely advantageous for battery pack assembly. Nickel zinc battery cell of the invention comprises: flexible bag body, the flexible bag body is formed of a flexible membrane; isolation sheet, the inner side of the isolation sheet liquid tight binding to the flexible bag body, and to allow the liquid is communicated zone cathode chamber and the anode chamber and a cathode anode electrolyte; the anode and cathode, electrolyte is contained in the cathode chamber and the anode and cathode; the anode and cathode electrolyte, the electrolyte is contained in the anode chamber, the isolation sheet structure with clapboard, the clapboard structure contains the partition has hydroxide ion conductivity but not with permeable.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】镍锌电池单元电池包及使用了该镍锌电池单元电池包的电池组
本专利技术涉及镍锌电池单元电池包及使用了该镍锌电池单元电池包的电池组。
技术介绍
虽然一直以来都在开发及研究镍锌二次电池等锌二次电池，但是尚未实用化。原因是存在如下问题：充电时构成负极的锌生成被称为枝晶的树枝状结晶，该枝晶刺破隔板，与正极发生短路。因此，对于镍锌二次电池等锌二次电池，强烈希望开发出防止锌枝晶导致的短路的技术。为了应对这样的问题和要求，提出了使用氢氧化物离子传导性陶瓷隔板的电池。例如在专利文献1(国际公开第2013/118561号)中，公开了在镍锌二次电池中，为了防止锌枝晶导致的短路的目的，将包含氢氧化物离子传导性的无机固体电解质体的隔板设置在正极及负极之间的内容，作为无机固体电解质体，使用基本组成为通式：M2+1-xM3+x(OH)2An-x/n·mH2O(式中，M2+是至少一种以上的2价阳离子，M3+是至少一种以上的3价阳离子，An-是n价的阴离子，n是1以上的整数，x是0.1～0.4)的层状双氢氧化物(LDH)。另一方面，为了得到高电压及大电流，广泛采用将多个单电池组合而制作的电池组。电池组的构成为：多个单电池串联或并联连接而得到的层叠体被收纳在一个电池容器内。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2013/118561号
技术实现思路
本申请人率先成功开发出具有氢氧化物离子传导性、但高度致密化成不具有透水性的程度的陶瓷隔板(无机固体电解质隔板)。另外，还成功地将这样的陶瓷隔板形成在多孔质基材(例如氧化铝多孔质基材)上。使用这样的隔板(或者具有多孔质基材的隔板)构成锌镍电池等二次电池的情况下，能够防止锌枝晶所导致的短路等。并且，为了最大限度地发挥该效果，希望通过氢氧化物离子传导性陶瓷隔板将电池容器内可靠地分隔出正极侧和负极侧。特别是，为了确保该构成，并且，得到高电压及大电流，只要能够将多个单电池组合而容易地组装电池组即可。本专利技术的专利技术人最近发现：通过将柔性膜而不是坚硬的材料用作电池容器等的构成材料，能够以处理性优异且对电池组的组装极其有利的单元电池包的形态提供正负极间通过氢氧化物离子传导性隔板而可靠地分隔开的镍锌电池的单电池(单元电池)。因此，本专利技术的目的在于以处理性优异且对电池组的组装极其有利的单元电池包的形态提供正负极间通过氢氧化物离子传导性隔板而可靠地分隔开的镍锌电池的单电池(单元电池)。根据本专利技术的一个方案，提供一种镍锌电池单元电池包，其包括：柔性袋体，该柔性袋体由柔性膜形成；隔离片材，该隔离片材液密性地结合于所述柔性袋体的内侧，并以不允许液体连通的方式区划出正极室和负极室；正极，该正极包含氢氧化镍和/或羟基氧化镍，且被收纳于所述正极室；正极电解液，该正极电解液包含碱金属氢氧化物，且被收纳于所述正极室而浸渍所述正极；负极，该负极包含锌和/或氧化锌，且被收纳于所述负极室；以及负极电解液，该负极电解液包含碱金属氢氧化物，且被收纳于所述负极室而浸渍所述负极，所述隔离片材具备隔板结构体，该隔板结构体包含具有氢氧化物离子传导性但不具有透水性的隔板。根据本专利技术的另一个方案，提供一种电池组，其中，在电池容器内装有多个上述方案的镍锌电池单元电池包。附图说明图1A是示意性地表示本专利技术的镍锌电池单元电池包之一例的图。图1B是示意性地表示本专利技术的电池组中的多个镍锌电池单元电池包的配置例的图。图2是表示具有多孔质基材的隔板的一个方案的剖视简图。图3是表示具有多孔质基材的隔板的另一个方案的剖视简图。图4是表示层状双氢氧化物(LDH)板状粒子的示意图。图5是例1中制作的氧化铝制多孔质基材的表面的SEM图像。图6是例1中针对试样的结晶相得到的XRD图谱。图7是表示例1中观察到的膜试样的表面微结构的SEM图像。图8是例1中观察到的复合材料试样的研磨截面微结构的SEM图像。图9A是例1中使用的致密性判别测定体系的分解立体图。图9B是例1中使用的致密性判别测定体系的剖视简图。图10A是例1的致密性判定试验II中使用的测定用密闭容器的分解立体图。图10B是例1的致密性判定试验II中使用的测定体系的剖视简图。图11A是示意性地表示隔离片材的各构成部件的位置关系的俯视图。图11B是表示隔离片材的制作顺序的工序图。图12是例2中制作的隔离片材的照片。图13是表示镍锌电池单元电池包的组装顺序的工序图。图14是从正极侧拍摄例2中制作的、外周缘三边热封接合而成的柔性袋体而得到的照片。图15A是从负极侧拍摄例2中制作的、外周缘三边热封接合而成的柔性袋体而得到的照片。图15B是图15A中的柔性袋体的上端部的由方框强调的部分的放大照片。图16是拍摄例2中制作的镍锌电池单元电池包(上端部的开放部分被热封接合)而得到的照片。图17是表示隔板、多孔质基材及框架的优选配置之一例的剖视简图。具体实施方式镍锌电池单元电池包本专利技术涉及镍锌电池单元电池包。本说明书中，“镍锌电池单元电池包”为具备镍锌电池(优选为镍锌二次电池)的单电池(单元电池)的包装体，构成包装体的包装材料为具有柔性的(即柔韧的)材料。图1A中示意性地给出本专利技术的镍锌电池单元电池包之一例。图1A所示的镍锌电池单元电池包10包括：柔性袋体12、隔离片材14、正极16、正极电解液18、负极20、以及负极电解液22。柔性袋体12由柔性膜12a、12b形成。隔离片材14液密性地结合于柔性袋体12的内侧，并以不允许液体连通的方式区划出正极室15和负极室19。正极16包含氢氧化镍和/或羟基氧化镍，且被收纳于正极室15。正极电解液18包含碱金属氢氧化物，且被收纳于正极室15而浸渍正极16。负极20包含锌和/或氧化锌，且被收纳于负极室19。负极电解液22包含碱金属氢氧化物，且被收纳于负极室19而浸渍负极20。隔离片材14具备隔板结构体26。隔板结构体26包含具有氢氧化物离子传导性但不具有透水性的隔板28。优选，隔离片材14可以进一步具备具有开口部24a的柔性膜24，隔板结构体26将开口部24a液密性地封闭。应予说明，虽然图1A中为了方便作图进行了省略，但是，当然其构成为：在正极16及负极20分别连接有集电体、配线和/或端子，从而将电引出到单元电池包10的外部。由此，根据本专利技术，通过使用柔性膜而不是坚硬的材料作为电池容器等的构成材料，能够以处理性优异且对电池组的组装极其有利的单元电池包的形态提供正负极间通过氢氧化物离子传导性隔板而可靠地分隔开的镍锌电池的单电池(单元电池)。即，镍锌电池单元电池包10能够在柔性袋体12内紧凑地收纳隔离片材14(包含隔板结构体26)、正极16、正极电解液18、负极20以及负极电解液22，因此，不存在漏液，容易搬运，所以处理性优异。并且，镍锌电池单元电池包10在由柔性膜12a、12b形成的柔性袋体12内收纳有电解液，因此，单元电池包10整体具有富有柔韧性的形态。即，虽然正极16、负极20及隔板结构体26没有柔韧性或者柔韧性较差，但是，柔性膜12a、12b的柔韧性与电解液的流动性协同作用，从而能够对单元电池包10整体赋予对于电池组的组装而言恰当的柔韧性。特别是，构成电池组的情况下，如果单电池由较硬的材料构成，则在与收纳多个单电池的电池组用的电池容器之间，尺寸公差容易构成问题。即，如果不提高单电池的尺寸精度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镍锌电池单元电池包，其包括：柔性袋体，该柔性袋体由柔性膜形成；隔离片材，该隔离片材液密性地结合于所述柔性袋体的内侧，并以不允许液体连通的方式区划出正极室和负极室；正极，该正极包含氢氧化镍和/或羟基氧化镍，且被收纳于所述正极室；正极电解液，该正极电解液包含碱金属氢氧化物，且被收纳于所述正极室而浸渍所述正极；负极，该负极包含锌和/或氧化锌，且被收纳于所述负极室；以及负极电解液，该负极电解液包含碱金属氢氧化物，且被收纳于所述负极室而浸渍所述负极，所述隔离片材具备隔板结构体，该隔板结构体包含具有氢氧化物离子传导性但不具有透水性的隔板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.15 JP 2015-1202601.一种镍锌电池单元电池包，其包括：柔性袋体，该柔性袋体由柔性膜形成；隔离片材，该隔离片材液密性地结合于所述柔性袋体的内侧，并以不允许液体连通的方式区划出正极室和负极室；正极，该正极包含氢氧化镍和/或羟基氧化镍，且被收纳于所述正极室；正极电解液，该正极电解液包含碱金属氢氧化物，且被收纳于所述正极室而浸渍所述正极；负极，该负极包含锌和/或氧化锌，且被收纳于所述负极室；以及负极电解液，该负极电解液包含碱金属氢氧化物，且被收纳于所述负极室而浸渍所述负极，所述隔离片材具备隔板结构体，该隔板结构体包含具有氢氧化物离子传导性但不具有透水性的隔板。2.根据权利要求1所述的镍锌电池单元电池包，其中，所述隔离片材还具备具有开口部的柔性膜，所述隔板结构体将所述开口部液密性地封闭。3.根据权利要求2所述的镍锌电池单元电池包，其中，构成所述柔性袋体的所述柔性膜和构成所述隔离片材的所述柔性膜分别包含树脂膜。4.根据权利要求2或3所述的镍锌电池单元电池包，其中，所述柔性袋体包括一对柔性膜，所述一对柔性膜的外周缘的至少上端部以外的部分通过热封而密封。5.根据权利要求4所述的镍锌电池单元电池包，其中，构成所述隔离片材的所述柔性膜的外周缘的至少上端部以外的部分以夹持于所述一对柔性膜的状态与所述一对柔性膜一同通过热封而接合。6.根据权利要求2～5中的任意一项所述的镍锌电池单元电池包，其中，所述隔板结构体沿着所述隔板的外周缘具备框架，所述隔板结构体和构成所述隔离片材的柔性膜借助所述框架而液密性地接合。7.根据权利要求1～5中的任意一项所述的镍锌电池单元电池包，其中，所述隔板结构体沿着所述隔板的外周缘具备框架。8.根据权利要求6所述的镍锌电池单元电池包，其中，所述框架为树脂框架，所述树脂框架和构成所述隔离片材的所述柔性膜通过粘合剂和/或热封而接合。9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的镍锌电池单元电池包，其中，在所述正极室中具有正极侧剩余空间，该正极侧剩余空间的容积允许伴随充放电时的正极反应而产生的水分量增减，并且，在所述负极室中具有负极侧剩余空间，该负极侧剩余空间的容...

【专利技术属性】
技术研发人员：权田裕一，鬼头贤信，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP