特開 2024-142171 バイポーラ型蓄電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024142171

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】バイポーラ型蓄電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/654 20140101AFI20241003BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20241003BHJP

   H01M 10/18 20060101ALI20241003BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20241003BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20241003BHJP

   H01M 10/6554 20140101ALI20241003BHJP

   H01M 10/653 20140101ALI20241003BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20241003BHJP

   H01M 4/68 20060101ALI20241003BHJP

   H01M 4/14 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

H01M10/654

H01M10/04 Z

H01M10/18

H01M10/613

H01M10/647

H01M10/6554

H01M10/653

H01M10/6556

H01M4/68 A

H01M4/14 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023054215

(22)【出願日】2023-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000005382

【氏名又は名称】古河電池株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100115679

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 勇毅

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】西久保 英郎

(72)【発明者】

【氏名】岩根 典靖

(72)【発明者】

【氏名】山本 寛一郎

(72)【発明者】

【氏名】新垣 雅進

(72)【発明者】

【氏名】山田 惠造

(72)【発明者】

【氏名】萬ヶ原 徹

【テーマコード（参考）】

5H017

5H028

5H031

5H050

【Ｆターム（参考）】

5H017AA01

5H017CC01

5H017EE02

5H028AA05

5H028AA10

5H028CC07

5H028CC08

5H028CC11

5H028CC19

5H028EE01

5H028EE04

5H028EE05

5H031AA01

5H031EE03

5H031KK01

5H031KK06

5H031KK08

5H050AA18

5H050BA09

5H050CA06

5H050CB15

5H050DA05

5H050FA03

5H050FA15

5H050HA12

(57)【要約】

【課題】発熱による電極の腐食劣化や電解液の減少等を大きく抑えて寿命の低下を抑制できるバイポーラ型蓄電池を提供する。
【解決手段】バイポーラプレート１１１の一方面に正極１１２を設けられて他方面に負極１１３を設けられたバイポーラ電極１１０と、電解液を含んだ電解層１２０とが交互に複数積層されたスタック１０１を備えたバイポーラ型蓄電池１００において、スタック１０１は、外部に連通する貫通穴１０１ａが内部に形成され、スタック１０１の貫通穴１０１ａに設けられてスタック１０１の内部の熱を外部へ伝達する金属棒１４１を備え、スタック１０１の貫通穴１０１ａと金属棒１４１との間に、熱伝導性フィラを含有するゴムからなる伝熱材１５１が介在していることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バイポーラプレートの一方面に正極を設けられて他方面に負極を設けられたバイポーラ電極と、電解液を含んだ電解層とが交互に複数積層されたスタックを備えたバイポーラ型蓄電池であって、
前記スタックは、外部に連通する中空部が内部に形成され、
前記スタックの前記中空部に設けられて当該スタックの内部の熱を外部へ伝達する熱伝導手段を備え、
前記スタックの前記中空部と前記熱伝導手段との間に、熱伝導性フィラを含有するゴム又はグリースからなる伝熱材が介在している
ことを特徴とするバイポーラ型蓄電池。

【請求項2】

前記スタックの前記中空部は、前記スタックの積層方向一端側の外部と他端側の外部との間を連通する貫通穴であり、
前記熱伝導手段は、前記スタックの前記貫通穴に挿通された金属棒又はヒートパイプである
ことを特徴とする請求項１に記載のバイポーラ型蓄電池。

【請求項3】

前記熱伝導性フィラは、アルミナ，窒化アルミニウム，窒化ケイ素，窒化ホウ素，炭化ケイ素，炭化ホウ素，グラファイト，カーボンナノチューブのうちの少なくとも１種である
ことを特徴とする請求項１に記載のバイポーラ型蓄電池。

【請求項4】

前記スタックの前記中空部の周面へ向けて前記熱伝導手段を付勢する付勢手段を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載のバイポーラ型蓄電池。

【請求項5】

前記スタックの積層方向一端側の外部及び他端側の外部の少なくとも一方に配設されて前記熱伝導手段と接続された放熱体を備えている
ことを特徴とする請求項２に記載のバイポーラ型蓄電池。

【請求項6】

前記熱伝導手段は、前記スタックの前記中空部の内部に配設されて冷媒を流通させる冷媒流通路である
ことを特徴とする請求項１に記載のバイポーラ型蓄電池。

【請求項7】

前記中空部は、前記スタックの積層方向一端側の外部と他端側の外部との間を連通する貫通穴であり、
前記冷媒流通路は、前記スタックの前記貫通穴に挿通された冷媒管である
ことを特徴とする請求項６に記載のバイポーラ型蓄電池。

【請求項8】

前記冷媒流通路は、
前記スタックの前記中空部の内部に配設された冷却容器と、
前記冷却容器の内部と前記スタックの外部との間を連通して当該冷却容器の内部へ前記冷媒を送給する送給管と、
前記冷却容器の内部と前記スタックの外部との間を連通して当該冷却容器の内部の前記冷媒を外部へ送出する送出管と
を備えていることを特徴とする請求項６に記載のバイポーラ型蓄電池。

【請求項9】

前記正極及び前記負極が鉛又は鉛合金からなる電極箔を有している
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のバイポーラ型蓄電池。

【請求項10】

請求項６に記載のバイポーラ型蓄電池を複数有するバイポーラ型蓄電池システムであって、
複数の前記バイポーラ型蓄電池の前記冷媒流通路が直列に連結され、
前記冷媒流通路に前記冷媒を流通させる冷媒流通手段を備えている
ことを特徴とするバイポーラ型蓄電池システム。

【請求項11】

バイポーラプレートの一方面に正極を設けられて他方面に負極を設けられたバイポーラ電極と、電解液を含んだ電解層とが交互に複数積層されたスタックを備えたバイポーラ型蓄電池を複数有するバイポーラ型蓄電池システムであって、
前記スタックは、外部に連通する中空部が内部に形成され、
前記スタックの前記中空部に設けられて当該スタックの内部の熱を外部へ伝達する熱伝導手段を備え、
前記熱伝導手段は、前記スタックの前記中空部の内部に配設されて冷媒を流通させる冷媒流通路であり、
複数の前記バイポーラ型蓄電池の前記冷媒流通路が直列に連結され、
前記冷媒流通路に前記冷媒を流通させる冷媒流通手段を備えている
ことを特徴とするバイポーラ型蓄電池システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バイポーラ型蓄電池に関する。

【背景技術】

【0002】

バイポーラ型蓄電池は、バイポーラプレートの一方面に正極を設けられると共に他方面に負極を設けられて正極と負極とが電気的に接続されたバイポーラ電極と、電解液を含んだ電解層とが交互に複数積層されたものとなっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１４－５３４５８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前述したようなバイポーラ型蓄電池は、使用していると、発電反応の際に発熱を伴ってしまう。発熱により内部の温度が高くなると、電極の腐食劣化や電解液の減少等を招き易くなってしまい、寿命の低下を引き起こすおそれがあった。

【0005】

このようなことから、本発明は、発熱による電極の腐食劣化や電解液の減少等を大きく抑えて寿命の低下を抑制できるバイポーラ型蓄電池を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前述した課題を解決するための、本発明に係るバイポーラ型蓄電池は、バイポーラプレートの一方面に正極を設けられて他方面に負極を設けられたバイポーラ電極と、電解液を含んだ電解層とが交互に複数積層されたスタックを備えたバイポーラ型蓄電池であって、前記スタックは、外部に連通する中空部が内部に形成され、前記スタックの前記中空部に設けられて当該スタックの内部の熱を外部へ伝達する熱伝導手段を備え、前記スタックの前記中空部と前記熱伝導手段との間に、熱伝導性フィラを含有するゴム又はグリースからなる伝熱材が介在していることを特徴とする。

【0007】

また、本発明に係るバイポーラ型蓄電池は、上述したバイポーラ型蓄電池において、前記スタックの前記中空部が、前記スタックの積層方向一端側の外部と他端側の外部との間を連通する貫通穴であり、前記熱伝導手段が、前記スタックの前記貫通穴に挿通された金属棒又はヒートパイプであると好ましい。

【0008】

また、本発明に係るバイポーラ型蓄電池は、上述したバイポーラ型蓄電池において、前記熱伝導性フィラが、アルミナ，窒化アルミニウム，窒化ケイ素，窒化ホウ素，炭化ケイ素，炭化ホウ素，グラファイト，カーボンナノチューブのうちの少なくとも１種であると好ましい。

【0009】

また、本発明に係るバイポーラ型蓄電池は、上述したバイポーラ型蓄電池において、前記スタックの前記中空部の周面へ向けて前記熱伝導手段を付勢する付勢手段を備えていると好ましい。

【0010】

また、本発明に係るバイポーラ型蓄電池は、上述したバイポーラ型蓄電池において、前記スタックの積層方向一端側の外部及び他端側の外部の少なくとも一方に配設されて前記熱伝導手段と接続された放熱体を備えていると好ましい。

【0011】

また、本発明に係るバイポーラ型蓄電池は、上述したバイポーラ型蓄電池において、前記熱伝導手段が、前記スタックの前記中空部の内部に配設されて冷媒を流通させる冷媒流通路であると好ましい。

【0012】

また、本発明に係るバイポーラ型蓄電池は、上述したバイポーラ型蓄電池において、前記中空部が、前記スタックの積層方向一端側の外部と他端側の外部との間を連通する貫通穴であり、前記冷媒流通路が、前記スタックの前記貫通穴に挿通された冷媒管であると好ましい。

【0013】

また、本発明に係るバイポーラ型蓄電池は、上述したバイポーラ型蓄電池において、前記冷媒流通路が、前記スタックの前記中空部の内部に配設された冷却容器と、前記冷却容器の内部と前記スタックの外部との間を連通して当該冷却容器の内部へ前記冷媒を送給する送給管と、前記冷却容器の内部と前記スタックの外部との間を連通して当該冷却容器の内部の前記冷媒を外部へ送出する送出管とを備えていると好ましい。

【0014】

また、本発明に係るバイポーラ型蓄電池は、上述したバイポーラ型蓄電池において、前記正極及び前記負極が鉛又は鉛合金からなる電極箔を有していると好ましい。

【0015】

さらに、本発明に係るバイポーラ型蓄電池システムは、上述したバイポーラ型蓄電池を複数有するバイポーラ型蓄電池システムであって、複数の前記バイポーラ型蓄電池の前記冷媒流通路が直列に連結され、前記冷媒流通路に前記冷媒を流通させる冷媒流通手段を備えていることを特徴とする。

【0016】

くわえて、本発明に係るバイポーラ型蓄電池システムは、バイポーラプレートの一方面に正極を設けられて他方面に負極を設けられたバイポーラ電極と、電解液を含んだ電解層とが交互に複数積層されたスタックを備えたバイポーラ型蓄電池を複数有するバイポーラ型蓄電池システムであって、前記スタックは、外部に連通する中空部が内部に形成され、前記スタックの前記中空部に設けられて当該スタックの内部の熱を外部へ伝達する熱伝導手段を備え、前記熱伝導手段が、前記スタックの前記中空部の内部に配設されて冷媒を流通させる冷媒流通路であり、複数の前記バイポーラ型蓄電池の前記冷媒流通路が直列に連結され、前記冷媒流通路に前記冷媒を流通させる冷媒流通手段を備えていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係るバイポーラ型蓄電池によれば、使用に伴って、発電反応による発熱を生じると、当該熱が伝熱材から熱伝導手段へ伝達し、スタックの一端側の外部や他端側の外部へ放出される。このとき、伝熱材がゴム又はグリースからなるので、中空部に熱伝導手段を密接させることができると共に、熱伝導性フィラを含有しているので、高い熱伝導率を発現することができる。このため、発電反応による熱をスタック内部から熱伝導手段に効率よく伝達することが迅速にできる。したがって、使用に伴うスタックの内部温度の上昇を抑制することができるので、正極や負極の腐食劣化や電解液の減少等を大きく抑えることができ、寿命の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係るバイポーラ型蓄電池の第１の実施形態の概略構造を示す断面図である。

【図2】図１の矢線II方向からみた図である。

【図3】本発明に係るバイポーラ型蓄電池の第２の実施形態の概略構造を示す断面図である。

【図4】図３の矢線IV方向からみた図である。

【図5】本発明に係るバイポーラ型蓄電池の第３の実施形態の概略構造を示す断面図である。

【図6】図５の矢線VI方向からみた図である。

【図7】図５の矢線 VII方向からみた図である。

【図8】本発明に係るバイポーラ型蓄電池の第４の実施形態の概略構造を示す断面図である。

【図9】図８の矢線IX方向からみた図である。

【図10】本発明に係るバイポーラ型蓄電池の他の実施形態の概略構造を示す断面図である。

【図11】本発明に係るバイポーラ型蓄電池のさらに他の実施形態の概略構造を示す断面図である。

【図12】本発明に係るバイポーラ型蓄電池の第４の実施形態を利用するバイポーラ型蓄電池システムの主な実施形態の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明に係るバイポーラ型蓄電池の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではなく、各実施形態で説明した種々の技術的事項を、必要に応じて置き換えることや組み合わせることが適宜可能なものである。

【0020】

［第１の実施形態］
本発明に係る第１の実施形態を図１，２に基づいて説明する。なお、図１は、本実施形態に係るバイポーラ型蓄電池の概略構造を示す断面図であって、図２の I－I 線断面矢線視図となっている。

【0021】

図１に示すように、耐酸性を有する樹脂（例えばＡＢＳ樹脂等）からなるバイポーラプレート１１１の一方面（図１中、上方面）には、鉛又は鉛合金からなる電極箔に正極用活物質層を設けた正極１１２が配設されている。バイポーラプレート１１１の他方面（図１中、下方面）には、鉛又は鉛合金からなる電極箔に負極用活物質層を設けた負極１１３が配設されている。正極１１２と負極１１３とは、図示しない接続部材により電気的に接続されている。このようなバイポーラプレート１１１，正極１１２，負極１１３等により、本実施形態ではバイポーラ電極１１０が構成されている。

【0022】

バイポーラ電極１１０の正極１１２側及び負極１１３側には、硫酸等の電解液を含むガラス繊維マット等の電解層１２０がそれぞれ配設されている。これらバイポーラ電極１１０と電解層１２０とは、交互に複数積層されている。

【0023】

バイポーラ電極１１０と電解層１２０との積層方向一方端側（図１中、上方端側）には、耐酸性を有する樹脂（例えばＡＢＳ樹脂等）からなるエンドプレート１３２が配設されている。エンドプレート１３２のバイポーラ電極１１０との対向面（図１中、下面）には、負極１１３が配設されている。バイポーラ電極１１０と電解層１２０との積層方向他方端側（図１中、下方端側）には、耐酸性を有する樹脂（例えばＡＢＳ樹脂等）からなるエンドプレート１３１が配設されている。エンドプレート１３１のバイポーラ電極１１０との対向面（図１中、上面）には、正極１１２が配設されている。

【0024】

つまり、エンドプレート１３１，１３２は、対をなして、交互に複数積層されたバイポーラ電極１１０及び電解層１２０を間に位置させるように挟んでいるのである。このようなバイポーラ電極１１０，電解層１２０，エンドプレート１３１，１３２等により、本実施形態ではスタック１０１が構成されている。

【0025】

図１，２に示すように、スタック１０１の外周縁には、耐酸性を有する樹脂（例えばＡＢＳ樹脂等）からなる外側フレーム１０２が配設されており、外側フレーム１０２は、スタック１０１の外部と内部とを仕切るようにスタック１０１を包囲している。スタック１０１の中央部分には、積層方向一端側（図１中、上端側）の外部と他端側（図１中、下端側）の外部とを連通させる中空部である貫通穴１０１ａが断面四角形状となるように形成されている。貫通穴１０１ａの内面には、耐酸性を有する樹脂（例えばＡＢＳ樹脂等）からなる内側フレーム１０３が配設されており、内側フレーム１０３は、貫通穴１０１ａの内面を覆い隠すように貫通穴１０１ａの周壁面をなしている。

【0026】

貫通穴１０１ａの内側フレーム１０３よりも内側には、スタック１０１の内部の熱を外部へ伝達する熱伝導手段である断面四角柱形状の金属棒１４１が挿通されている。金属棒１４１は、金属であれば特に限定されることはないが、アルミニウムや銅からなると、高熱伝導率であるため、非常に好ましい。内側フレーム１０３と金属棒１４１との間には、熱伝導性フィラを含有するゴムからなる断面四角筒形状をなす伝熱材１５１が介在している。つまり、金属棒１４１の外周に伝熱材１５１の内周が嵌合し、貫通穴１０１ａの内側フレーム１０３の内周に伝熱材１５１の外周が嵌合しているのである。

【0027】

伝熱材１５１のゴムとしては、シリコン系ゴム，アクリル系ゴム，スチレン系ゴム等を挙げることができる。また、伝熱材１５１の熱伝導性フィラとしては、アルミナ，窒化アルミニウム，窒化ケイ素，窒化ホウ素，炭化ケイ素，炭化ホウ素，グラファイト，カーボンナノチューブ等を挙げることができる。特に、窒化アルミニウム，炭化ケイ素，グラファイト，カーボンナノチューブであると、高熱伝導率であるため、非常に好ましい。

【0028】

このような本実施形態に係るバイポーラ型蓄電池１００においては、使用に伴って、発電反応による発熱を生じると、当該熱が内側フレーム１０３を介して伝熱材１５１から金属棒１４１へ伝達し、金属棒１４１の一端（図１中、上端）や他端（図１中、下端）から外部へ放出される。

【0029】

このとき、伝熱材１５１が、ゴムからなるので、内側フレーム１０３の表面及び金属棒１４１の表面に密接できると共に、熱伝導性フィラを含有しているので、高い熱伝導率を発現することができる。このため、発電反応による熱を内側フレーム１０３から金属棒１４１へ効率よく伝達することが迅速にできる。

【0030】

したがって、本実施形態に係るバイポーラ型蓄電池１００によれば、使用に伴うスタック１０１の内部温度の上昇を抑制することができるので、正極１１２や負極１１３の腐食劣化や電解液の減少等を大きく抑えることができ、寿命の低下を抑制することができる。

【0031】

また、スタック１０１の中央部分に貫通穴１０１ａを形成して金属棒１４１及び伝熱材１５１を貫通穴１０１ａに挿通するようにしたので、スタック１０１の最も温度の高くなる中央部分の熱を効率よく迅速に外部へ伝達することが容易にできる。これにより、正極１１２や負極１１３の腐食劣化や電解液の減少等をより確実に抑えることができ、寿命の低下をより確実に抑制することができる。

【0032】

［第２の実施形態］
本発明に係る第２の実施形態を図３，４に基づいて説明する。ただし、前述した実施形態と同様な部分については、前述した実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した実施形態での説明と重複する説明を省略する。なお、図３は、本実施形態に係るバイポーラ型蓄電池の概略構造を示す断面図であって、図４のIII－III 線断面矢線視図となっている。

【0033】

図３，４に示すように、スタック１０１の貫通穴１０１ａの内側フレーム１０３よりも内側には、熱伝導手段である断面三角柱形状の対をなす金属棒２４１Ａ，２４１Ｂが四角柱を形成するようにして挿通されている。対をなす金属棒２４１Ａ，２４１Ｂの間には、金属棒２４１Ａ，２４１Ｂを貫通穴１０１ａの周面となる内側フレーム１０３へ向けて付勢する付勢手段である圧縮コイルばね２６１が金属棒２４１Ａ，２４１Ｂの長手方向に沿って規定の間隔ごとに複数設けられている。

【0034】

内側フレーム１０３と金属棒２４１Ａ，２４１Ｂとの間には、熱伝導性フィラを含有するグリースからなる伝熱材２５１が介在している。つまり、圧縮コイルばね２６１を間に介在させた対をなす金属棒２４１Ａ，２４１Ｂの外周にグリースを付着して、圧縮コイルばね２６１を圧縮しながら金属棒２４１Ａ，２４１Ｂを内側フレーム１０３の内側に挿通して圧縮コイルばね２６１の圧縮を解放するのである。これにより、金属棒２４１Ａ，２４１Ｂは、内側フレーム１０３に対して伝熱材２５１を介して密接するようになる。

【0035】

伝熱材２５１のグリースとしては、シリコン系グリース，エステル系グリース等を挙げることができる。伝熱材２５１の熱伝導性フィラは、前述した実施形態の伝熱材１５１の熱伝導性フィラと同じである。

【0036】

このような本実施形態に係るバイポーラ型蓄電池２００においては、使用に伴って、発電反応による発熱を生じると、当該熱が内側フレーム１０３を介して伝熱材２５１から金属棒２４１Ａ，２４１Ｂへ伝達し、金属棒２４１Ａ，２４１Ｂの一端（図３中、上端）や他端（図３中、下端）から外部へ放出される。

【0037】

このとき、圧縮コイルばね２６１が金属棒２４１Ａ，２４１Ｂを内側フレーム１０３へ向けて付勢することにより密接させると共に、伝熱材２５１が熱伝導性フィラを含有しているので、前述した実施形態の場合と同様に、高い熱伝導率を発現することができる。このため、前述した実施形態の場合と同様に、発電反応による熱を内側フレーム１０３から金属棒２４１Ａ，２４１Ｂへ効率よく伝達することが迅速にできる。

【0038】

したがって、本実施形態に係るバイポーラ型蓄電池２００によれば、前述した実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができるのはもちろんのこと、内側フレーム１０３に対して金属棒２４１Ａ，２４１Ｂを密接させながらも、スタック１０１の貫通穴１０１ａへの金属棒２４１Ａ，２４１Ｂの挿通を容易に行うことができる。

【0039】

［第３の実施形態］
本発明に係る第３の実施形態を図５～７に基づいて説明する。ただし、前述した実施形態と同様な部分については、前述した実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した実施形態での説明と重複する説明を省略する。なお、図５は、本実施形態に係るバイポーラ型蓄電池の概略構造を示す断面図であって、図６，７の V－V 線断面矢線視図となっている。

【0040】

図５，６に示すように、金属棒２４１Ａ，２４１Ｂの一端（図５中、上端）には、対をなしてスタック１０１の積層方向の一端側（図５中、上端側）を覆うように配設された放熱体である三角板形状の金属板３４２ＡＢ，３４２ＢＢがそれぞれ接続されている。図５，７に示すように、金属棒２４１Ａ，２４１Ｂの他端（図５中、下端）には、対をなしてスタック１０１の積層方向の他端側（図５中、下端側）を覆うように配設された放熱体である三角板形状の金属板３４２ＡＡ，３４２ＢＡがそれぞれ接続されている。金属板３４２ＡＡ，３４２ＢＡ，３４２ＡＢ，３４２ＢＢは、金属棒２４１Ａ，２４１Ｂと同じ材料からなっていると好ましい。

【0041】

このような本実施形態に係るバイポーラ型蓄電池３００においては、使用に伴って、発電反応による発熱を生じると、当該熱が内側フレーム１０３を介して伝熱材２５１から金属棒２４１Ａ，２４１Ｂへ伝達し、金属棒２４１Ａ，２４１Ｂから金属板３４２ＡＡ，３４２ＢＡ，３４２ＡＢ，３４２ＢＢへ伝達して外部へ放出される。

【0042】

このとき、外気と接する表面積が広い金属板３４２ＡＡ，３４２ＢＡ，３４２ＡＢ，３４２ＢＢを介して金属棒２４１Ａ，２４１Ｂからの熱を外部へ放出するので、前述した実施形態の場合よりも、外部への放熱速度を高めることができる。

【0043】

したがって、本実施形態に係るバイポーラ型蓄電池３００によれば、前述した実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができるのはもちろんのこと、前述した実施形態の場合よりも、冷却効率をさらに高めることができる。

【0044】

さらに、金属板３４２ＡＡ，３４２ＢＡ，３４２ＡＢ，３４２ＢＢの表面に金属製のフィンを複数立設すると、冷却効率の更なる向上を図ることができるので、より好ましい。

【0045】

［第４の実施形態］
本発明に係る第４の実施形態を図８，９に基づいて説明する。ただし、前述した実施形態と同様な部分については、前述した実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した実施形態での説明と重複する説明を省略する。なお、図８は、本実施形態に係るバイポーラ型蓄電池の概略構造を示す断面図であって、図９の VIII－VIII 線断面矢線視図となっている。

【0046】

図８，９に示すように、スタック１０１の貫通穴１０１ａの内側フレーム１０３よりも内側には、熱伝導手段である断面三角筒形状の対をなす冷媒流通路となる冷媒管４４１Ａ，４４１Ｂが挿通されている。冷媒管４４１Ａ，４４１Ｂの内部には、冷媒である冷却水１が流通するようになっている。

【0047】

このような本実施形態に係るバイポーラ型蓄電池４００においては、使用に伴って、発電反応による発熱を生じると、当該熱が内側フレーム１０３を介して伝熱材２５１から冷媒管４４１Ａ，４４１Ｂへ伝達し、冷媒管４４１Ａ，４４１Ｂ内を流通する冷却水１によって外部へ放出される。

【0048】

したがって、本実施形態に係るバイポーラ型蓄電池４００によれば、前述した実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができるのはもちろんのこと、冷却水１によって強制的に排熱することができるので、前述した実施形態の場合よりも、冷却効率をさらに高めることができる。

【0049】

［他の実施形態］
なお、前述した第１～３の実施形態においては、熱伝導手段として金属棒１４１，２４１Ａ，２４１Ｂを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らない。金属棒１４１，２４１Ａ，２４１に代わる他の実施形態として、例えば、ヒートパイプを熱伝導手段として適用することも可能である。

【0050】

また、前述した第１～４の実施形態においては、伝熱材１５１，２５１を貫通穴１０１ａ（内側フレーム１０３）の全長にわたって連続的に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限らない。他の実施形態として、例えば、伝熱材を場合によっては貫通穴１０１ａ（内側フレーム１０３）に必要に応じて断続的に設けることも可能である。しかしながら、前述した第１～４の実施形態のように、伝熱材１５１，２５１を貫通穴１０１ａ（内側フレーム１０３）の全長にわたって連続的に設けると、熱伝導効率を最も高めることができるので、非常に好ましい。

【0051】

また、前述した第２～４の実施形態においては、付勢手段として圧縮コイルばね２６１を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らない。圧縮コイルばね２６１に代わる他の実施形態として、例えば、皿ばね等の他のばねやゴム等の弾性体を付勢手段として適用することも可能である。

【0052】

さらには、例えば、図１０に示すように、長手方向断面Ｖ字形状と長手方向三角形状とを組み合わせて楔型とした金属棒５４１Ａ，５４１Ｂを適用したバイポーラ型蓄電池５００とすることにより、熱伝導手段自身が付勢手段の機能を有するようにすることも可能である。

【0053】

また、前述した第３の実施形態においては、金属棒２４１Ａ，２４１Ｂの一端及び他端の両端に金属板３４２ＡＡ，３４２ＢＡ，３４２ＡＢ，３４２ＢＢをそれぞれ接続した場合について説明したが、本発明はこれに限らない。他の実施形態として、例えば、場合によっては、金属棒２４１Ａ，２４１Ｂの一端及び他端のいずれか一方のみに金属板３４２ＡＡ，３４２ＢＡ，３４２ＡＢ，３４２ＢＢを接続することも可能である。しかしながら、前述した第３の実施形態のように、金属棒２４１Ａ，２４１Ｂの一端及び他端の両端に金属板３４２ＡＡ，３４２ＢＡ，３４２ＡＢ，３４２ＢＢをそれぞれ接続すると、熱伝導効率を最も高めることができるので、非常に好ましい。

【0054】

また、前述した第４の実施形態においては、スタック１０１の貫通穴１０１ａの内部に冷媒管４４１Ａ，４４１Ｂを設け、冷却水１を冷媒管４４１Ａ，４４１Ｂの内部で一方向に流通させて冷却する冷媒流通路としたが、本発明はこれに限らない。他の実施形態として、例えば、図１１に示すような構造の冷媒流通路とすることも可能である。

【0055】

すなわち、スタック１０１の積層方向一端側（図１１中、上端側）の外部とスタック１０１の内部とを連通する中空部６０１ａをスタック１０１の中央部分に形成し、中空部６０１ａの内面の内側フレーム１０３よりも内側に伝熱材１５１を介して金属製の冷却容器６４１を配設する。冷却容器６４１の一端側（図１１中、上端側）に開口を閉塞する蓋６４２を取り付けると共に、冷却容器６４１の内部とスタック１０１の外部とを連通する送給管６４３及び送出管６４４を蓋６４２に設置する。

【0056】

そして、冷却水１を送給管６４３の一端側（図１１中、上端側）から供給して冷却容器６４１の内部に送給し、送出管６４４の一端側（図１１中、上端側）から冷却容器６４１の外部（スタック１０１の外部）へ送出する。このようにして、冷却水１を冷却容器６４１の内部で循環流通させてスタック１０１の内部を冷却する冷媒流通路を有するバイポーラ型蓄電池６００とすることも可能である。

【0057】

ここで、冷媒管４４１Ａ，４４１Ｂや冷却容器６４１の内周面に、冷却水１の流通方向に沿って連続的又は断続的にフィンを単数又は複数設けると、冷却性能をさらに高めることができるので、非常に好ましい。

【0058】

また、前述した第４の実施形態に係るバイポーラ型蓄電池４００を複数組み付けて組電池とする場合には、例えば、図１２に示すように、各バイポーラ型蓄電池４００の冷媒管４４１Ａ，４４１Ｂを直列に連結して、冷媒管４４１Ａ，４４１Ｂに冷却水１を流通させるバイポーラ型蓄電池システム４０とすることも可能である。

【0059】

すなわち、貯留タンク４１内の冷却水１を冷却器４２で冷却しつつ、駆動ポンプ４３により、最上流側に位置するバイポーラ型蓄電池４００に送給して、各バイポーラ型蓄電池４００内をシリーズ的に順次冷却し、最下流側に位置するバイポーラ型蓄電池４００から貯留タンク４１に戻すようにした冷媒流通手段を備えるようにすることも可能である。

【0060】

このとき、例えば、各バイポーラ型蓄電池４００において、伝熱材２５１を省略することにより、伝熱材２５１を介することなく冷媒管４４１Ａ，４４１Ｂへ伝熱させて冷却水１で冷却するようにすることも可能である。

【0061】

なお、このようなバイポーラ型蓄電池システムは、先に説明した第４の実施形態に係るバイポーラ型蓄電池４００に代えて、上述したバイポーラ型蓄電池６００を適用することも可能である。

【0062】

さらに、冷媒管４４１Ａ，４４１Ｂや冷却容器６４１等の冷媒流通路を金属製とすることにより、冷却水１はもちろんのこと、代替フロンを始めとするフロン類やアンモニア等のような冷媒も利用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本発明に係るバイポーラ型蓄電池は、発熱による電極の腐食劣化や電解液の減少等を大きく抑えて寿命の低下を抑制できるので、各種産業において、極めて有益に利用することができる。

【符号の説明】

【0064】

１ 冷却水
４０ バイポーラ型蓄電システム
４１ 貯留タンク
４２ 冷却器
４３ 駆動ポンプ
１００ バイポーラ型蓄電池
１０１ スタック
１０１ａ 貫通穴
１０２ 外側フレーム
１０３ 内側フレーム
１１０ バイポーラ電極
１１１ バイポーラプレート
１１２ 正極
１１３ 負極
１２０ 電解層
１３１，１３２ エンドプレート
１４１ 金属棒
１５１ 伝熱材
２００ バイポーラ型蓄電池
２４１Ａ，２４１Ｂ 金属棒
２５１ 伝熱材
２６１ 圧縮コイルばね
３００ バイポーラ型蓄電池
３４２ＡＡ，３４２ＡＢ，３４２ＢＡ，３４２ＢＢ 金属板
４００ バイポーラ型蓄電池
４４１Ａ，４４１Ｂ 冷媒管
５００ バイポーラ型蓄電池
５４１Ａ，５４１Ｂ 金属棒
６００ バイポーラ型蓄電池
６０１ａ 中空部
６４１ 冷却容器
６４２ 蓋
６４３ 送給管
６４４ 送出管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】