JPH05326024A

JPH05326024A - 積層密閉型酸化金属−水素蓄電池及び群電池システムとそれらの充電方法

Info

Publication number: JPH05326024A
Application number: JP4124397A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Yanagihara; 伸行柳原; Eiji Kadouchi; 英治門内; Takeo Takayanagi; 威夫高柳; Isao Matsumoto; 功松本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-05-18
Filing date: 1992-05-18
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】電池温度を制御して、充・放電サイクル寿命
が長く、急速充・放電が可能で、保守が少なく、取扱い
容易でしかも安全性の高い積層密閉型酸化金属−水素蓄
電池及びその群電池システムとそれらの充電方法を提供
する。【構成】積層密閉型酸化金属−水素蓄電池（モジュー
ル電池）及び複数のモジュール電池からなる群電池シス
テムにおいて、前記モジュール電池の温度が最も高くな
る中央部或いは中央部付近の素電池乃至単電池の電槽内
部とこの電槽の外表面の一部又はその極柱の部分の何れ
か少なくとも一箇所に温度検知器を配置し、前記温度検
知器単独で、或いは充電電圧検知器及び／又はタイマー
と連動して、充電回路を開・閉又は充電電流を増・減さ
せる制御装置で前記モジュール電池の内部圧力が安全弁
の作動圧を越えない様に電池温度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気化学的に水素を吸
蔵・放出する水素吸蔵合金或いは水素化物からなる水素
吸蔵電極を負極に用いた積層密閉型酸化金属−水素蓄電
池及び群電池システムとそれらの充電方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】可逆的に水素を吸蔵・放出する水素吸蔵
合金やその水素化物を用いた水素吸蔵電極を負極とし、
酸化金属を正極とする積層密閉型酸化ニッケル−水素蓄
電池は通常充電中、特に過充電領域に入ると正極から酸
素ガスが多く発生する。そして場合によっては負極から
水素ガスが発生する。これらのガスの発生によって電池
内圧が各セル毎に上昇すると共に、このガスの反応熱に
より電池温度も急激に上昇し、安全性の面で問題とな
る。したがって、電池温度が上昇し電池内の圧力が所定
圧力以上になると安全弁が作動する構成となっている。

【０００３】充電後に電池内温度や電池内圧力の異常な
上昇によって安全弁が作動すると安全弁からの電解液の
漏出や電解液の分解ガスの放出等が発生する。この場
合、充・放電サイクルと共に電池内の電解液が減少し容
量の低下をおこす。この容量低下を防止するために、円
筒型のＮｉ−Ｃｄ蓄電池では過充電時に充電電圧が上昇
し、過充電領域では次のような反応が負極側で発生し、
正極で発生した酸素が負極で吸収されるので、電池内圧
の上昇はある程度抑制される。即ち電池を充電するとま
ず容量が小さい正極が満充電となり、電解液中の水の電
気分解により正極では、４ＯＨ^-→２Ｈ₂Ｏ＋Ｏ₂＋４ｅの反応が起こり、酸素ガスの発生が始まる。正極より発
生した酸素ガスはセパレータを通して負極側へ拡散して
Ｃｄと下記の様に反応する。

【０００４】（ガス消費）Ｃｄ＋１／２Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏ → Ｃｄ（ＯＨ）₂ さらに、充電中では生成したＣｄ（ＯＨ）₂が、Ｃｄ（ＯＨ）₂＋２ｅ^-→ＣＤ＋２ＯＨ^- の反応で金属Ｃｄに再生される。Ｃｄと酸素ガスが反応
する時に電池内温度が上昇し、電池電圧が低下する現象
が見られる。図１に示す様に、この電圧の山の部分を−
ΔＶとし、この−ΔＶを検出して充電電流を落とし、過
充電による電池内の圧力上昇を抑制している。いわゆる
−ΔＶ方式による通常の充電方法である。一方、移動用
電源とくに電気自動車用鉛蓄電池では定電圧充電の１種
でＶテーパー方式が採用されている。この充電方法は一
定電圧で充電し、この時の充電電流は充電時の電池によ
って変化する場合もあるが、一般には設定電圧に充電電
圧が達すると充電電流が減衰し、過充電による電解液の
分解を少なくし、電解液量の減少を極力抑制すると共に
温度の異常上昇による充電効率の低下を防止し、充電を
完成させるものである。電解液を多く用いるいわゆる開
放型鉛畜電池では温度上昇が比較的少なく、他の畜電池
と比較して安価であるために、電気自動車用電源に多く
用いられている。そして前述した様に比較的簡単な準定
電圧充電法により充電電圧を検知するのみで制御されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】円筒形Ｎｉ−Ｃｄ蓄電
池で採用されている充電方法として図１に示すような−
ΔＶ方式を用いる場合は、電池内の電解液がある程度規
制されている時に限り有効であって、比較的容量の大き
な角型電池には適用されていない。

【０００６】ニッケル−水素蓄電池（Ｎｉ／ＭＨ）にお
いても比較的容量の小さい円筒型蓄電池では採用可能で
あるが、電解液量が比較的多く、容量の大きな据置用、
移動用電源としての密閉角型Ｎｉ／ＭＨ蓄電池では、こ
のような−ΔＶの挙動が表われにくく、充電電流の制御
が困難である。この電池の充・放電特性の例を図２に示
す。

【０００７】そして、この充電電圧を検出する方法単独
ではモジュール電池でも充電電圧は変化し、さらに充電
電流や温度によっても大きく変化するので、充電電圧を
設定しても最も多く容量を取り出すための最適な充電が
困難であるという課題を有する。したがって、定電流充
電方式によって過充電状態まで充電をくりかえす場合が
多いがこの場合は電解液量の減少が多く、容量の低下が
大きい。

【０００８】そこで、補液回数が多くなり、取扱いの点
で課題となる。一方、鉛蓄電池の様にＶテーパー方式
（定電圧充電の１種）では充電時の設定電圧が高いので
最初大きな充電電流が流れ、電極の活性度を低下させ電
池のサイクル寿命が短くなる課題を持っている。この充
電方法単独であれば設定電圧も各モジュール電池間で異
なり、さらに充電電流、温度等によっても変化するので
電池内の圧力と温度の上昇を抑制した最適な充電が困難
である。

【０００９】一般に積層密閉型蓄電池は複数の素電池、
或いは独立した単電池から構成され、一体化されたもの
であるから同じ扱いとしている。したがって、独立した
単電池を５個或いは１０個積層しても同じ積層密閉型蓄
電池と見なすことが出来るが、これら複数の素電池（又
は単電池）の温度上昇する幅を少なくするような充電方
法が望まれている。

【００１０】そこで、この複数の素電池（又は単電池）
から構成されている積層密閉型蓄電池（モジュール電
池）においては、各素電池が積層一体化されているため
充電時に各素電池内で発生した熱量を外部（大気中）に
放出する熱量が同じでなく、放熱面積が比較的小さい素
電池、或いは電池内部に熱が蓄積しやすい素電池には電
池内温度と電池の内圧の上昇が大きく、充電効率が悪
く、放電容量の低くい素電池が発生し、充・放電をくり
かえすとこの傾向が大きくなりサイクル寿命も短くなる
という課題を有している。このモジュール電池を必要な
電圧を得るためさらに複数モジュールを集合、組合わせ
高い電圧を有する群電池システムを構成すると、この傾
向は各モジュール電池が多くなるほど一層数多く現われ
てくる。この群電池システムの中で、この様に電池特性
の悪い素電池が１セルでも発生すると、群電池システム
の特性や安全性の面に大きな影響を与える。多くの素電
池を数多く積層した状態で使用するため、この中で、異
常に高い温度、圧力を有する素電池があれば、電池内部
より水素ガス等が発生し、安全性の観点からも課題を有
している。

【００１１】本発明はこの様な欠点を解決するもので、
充・放電サイクル寿命が長く、補液等の保守の必要がな
く、電池内温度、圧力の大幅な上昇がなく、信頼性及び
安全性を高めた酸化金属−水素蓄電池及び群電池システ
ムとその充電方法を提供することを目的とするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明は、酸化金属を主体とする正極と、水素を電気化
学的に吸蔵・放出する水素吸蔵合金又はその水素化物を
主体とする負極と、アルカリ性電解液を備え、複数の素
電池乃至単電池から構成されると共に外装体の蓋部分に
安全弁を備えた積層密閉型酸化金属−水素蓄電池（以下
「モジュール電池」と称することもある）において、前
記モジュール電池の内部圧力が安全弁の作動圧を越えな
い様に電池温度を制御するために、前記モジュール電池
の温度が最も高くなる中央部或いは中央部付近の素電池
乃至単電池の電槽内部とこの電槽の外表面の一部又はそ
の極柱の部分の何れか少なくとも一箇所に温度検知器を
配置し、前記温度検知器単独で、或いは充電電圧検知器
及び／又はタイマーと連動して、充電回路を開・閉又は
充電電流を増・減させる制御装置を備えたことを特徴と
する。

【００１３】また本発明は、積層密閉型酸化金属−水素
蓄電池（モジュール電池）を複数モジュール直列結線し
て高電圧となる様に構成した群電池システムにおいて、
前記群電池システムの中で相互に接近しているモジュー
ル電池の内、少なくとも一つのモジュール電池の温度が
最も高くなる中央部或いは中央部付近となる素電池乃至
単電池の電槽内部とこの電槽の外表面の一部又はその極
柱の部分の何れか少なくとも一箇所に温度検知器を配置
し、前記温度検知器単独で、或いは充電電圧検知器及び
／又はタイマーと連動して、充電回路を開・閉又は充電
電流を増・減させる制御装置を備えたことを特徴とす
る。

【００１４】前記積層密閉型酸化金属−水素蓄電池又は
群電池システムは、積層密閉型酸化金属−水素蓄電池
（モジュール電池）を、その底面に空気供給可能な架台
上に載置固定し、充電中に前記モジュール電池の底面か
らも自然冷却或いは空気送風冷却ができる構成とするの
が好ましい。

【００１５】また、前記積層密閉型酸化金属−水素蓄電
池又は群電池システムは、積層密閉型酸化金属−水素蓄
電池（モジュール電池）の積層方向の両端側面に、銅、
アルミニウム、又はそれらの合金などの熱伝導性の良い
金属板からなる補強体を配置し、該補強体を介してモジ
ュール電池を締め付け固定する構成とするのが好まし
い。

【００１６】また、前記積層密閉型酸化金属−水素蓄電
池又は群電池システムは、正極と負極との間にセパレー
タを配置し、前記正極・負極とセパレータ間に親水性材
料を介在させた電極群より構成するのが好ましい。

【００１７】また、前記積層密閉型酸化金属−水素蓄電
池又は群電池システムは、正極と負極との間にセパレー
タを介在した電極群を複数の電槽内に配置し、前記電極
群に含有する電解液量以外に、前記複数の電槽内底部に
電解液を貯蔵し、電極群中のセパレータの一部が、この
貯蔵電解液に浸漬した構成とするのが好ましい。

【００１８】また、本発明は、酸化金属を主体とする正
極と、水素を電気化学的に吸蔵・放出する水素吸蔵合金
又はその水素化物を主体とする負極と、アルカリ性電解
液を備え、複数の素電池乃至単電池から構成されると共
に外装体の蓋部分に安全弁を備えた積層密閉型酸化金属
−水素蓄電池（モジュール電池）を、複数モジュール直
列結線して高電圧となる様に構成した群電池システムの
充電方法において、充電時の電池内温度と電池内圧力が
異常に高くなるモジュール電池が発生しない様に、前記
群電池システムの中で相互に接近している複数のモジュ
ール電池の温度を検知し、その中で最も高いモジュール
電池の温度をさらに温度検知器で検知し、前記温度検知
器と連動して、その内最も高い温度が設定温度に達する
と充電回路を開いて充電を停止させるか又は充電電流を
減少させ、所定の充電容量に達するとタイマーで充電を
停止させることによって電池内圧力と電池内温度の上昇
を抑制し、群電池システム内での温度分布、圧力分布の
差を縮少させ、電池容量のそろった充電ができる様にし
たことを特徴とする。

【００１９】また、本発明は、積層密閉型酸化金属−水
素蓄電池（モジュール電池）を、複数モジュール直列結
線して高電圧となる様に構成した群電池システムの充電
方法において、充電時の電池内温度と電池内圧力が異常
に高くなるモジュール電池が発生しない様に、前記群電
池システムの中で相互に接近している複数のモジュール
電池の充電開始時からの上昇温度幅を検知し、その中で
最も上昇温度幅の大きい電池の上昇温度幅をさらに温度
検知器で検知し、前記温度検知器と連動して、その内最
も早く上昇温度幅が大きくなり設定温度幅に達すると充
電回路を開いて充電を停止させるか又は充電電流を減少
させ、所定の充電完了時間に達するとタイマーで充電を
停止させることを特徴とする。

【００２０】また、本発明は、積層密閉型酸化金属−水
素蓄電池（モジュール電池）を、複数モジュール直列結
線して高電圧となる様に構成した群電池システムの充電
方法において、群電池システムの総充電電圧の他に、全
体の群電池システムを数グループの小さい電池群（数モ
ジュール電池）に分割し、その分割した電池群の充電電
圧を各々独立して検知し、充電中に最も早く高くなった
特定の電池群の充電電圧を充電電圧検知器で検知して充
電回路を開いて充電を停止させるか又は充電電流を減少
させ所定の充電完了時間に達するとタイマーで充電を停
止させることを特徴とする。

【００２１】また、本発明は、積層密閉型酸化金属−水
素蓄電池（モジュール電池）を、複数モジュール直列結
線して高電圧となる様に構成した群電池システムの充電
方法において、複数の温度検知器が装着してある群電池
システムの中で最も早く温度が上昇する時の温度を検知
し、設定温度に達するまでの時間と群電池システムの中
で最も大きい上昇温度幅を検知し、設定温度幅に達する
までの時間、及び群電池システムを数モジュール電池毎
の群電池に分割し、その群電池の充電電圧を各々独立し
て検知し、充電中に最も早く高くなった特定の電池群の
充電電圧を充電電圧検知器で検知し、設定電圧に達する
までの時間の中で、これらの検知器の中で少なくとも一
つが最も早く設定値に達するとその検知器によって、充
電回路を開いて充電を停止させるか又は充電電流を減少
させ、充電完了の設定時間に達するとタイマーで充電を
停止させることを特徴とする。

【００２２】また、本発明は、積層密閉型酸化金属−水
素蓄電池（モジュール電池）を、複数モジュール直列結
線して高電圧となる様に構成した群電池システムの充電
方法において、自然冷却或いは空気送風冷却によって充
電と充電休止を交互に、間欠的に充電を行ない電池内温
度と電池内圧力の異常上昇を抑制し、充電完了時間に達
するとタイマーで充電を完全に中止させる様にしたこと
を特徴とする。

【００２３】また、本発明は、積層密閉型酸化金属−水
素蓄電池（モジュール電池）を、複数モジュール直列結
線して高電圧となる様に構成した群電池システムの充電
方法において、群電池システム中の電池温度、電池の温
度上昇幅、分割された数モジュール電池からなる電池群
の充電電圧を各々検知し、各々の設定値に早く到達した
少なくとも一つの検知器でもって、充電回路を開いて充
電を完全に中止する様にしたことを特徴とする。

【００２４】また、本発明は、積層密閉型酸化金属−水
素蓄電池（モジュール電池）を、複数モジュール直列結
線して高電圧となる様に構成した群電池システムの充電
方法において、自然冷却或いは空気送風冷却によって、
充電と充電休止を交互に間欠的に充電を行なう充電中
に、群電池システム中の電池温度、電池の温度上昇幅、
分割された数モジュール電池からなる電池群の充電電圧
を各々検知し、各々の設定値に早く到達した少なくとも
一つの検知器でもって、充電回路が開いて充電を完全に
中止する様にしたことを特徴とする。

【００２５】また、本発明は、積層密閉型酸化金属−水
素蓄電池（モジュール電池）又は群電池システムを間欠
的に充電する方法であって、充電により上昇する電池温
度の最大値を設定し、この設定電池温度に達すると充電
回路を開き、充電を一時停止させ、充電停止による降下
温度の最低値を設定し、この設定電池温度に降下すると
充電回路を復帰し、充電を再開するこの操作を交互に少
なくとも１回以上行なわせ、充電が完了する設定時間で
タイマーが動作し、充電を完全に中止させる様にしたこ
とを特徴とする。

【００２６】前記充電により上昇する電池温度の最大値
は３０〜４５℃に設定し、前記充電停止による降下温度
の最低値は２０〜３５℃に設定するのが好ましい。

【００２７】また、前記積層密閉型酸化金属−水素蓄電
池又は群電池システムの充電方法においては、充電電流
において充電率０．１〜０．５Ｃとし電池容量の１２５
％以上充電しない様にタイマーで充電時間を設定するの
が好ましい。

【００２８】また、前記積層密閉型酸化金属−水素蓄電
池又は群電池システム又はそれらの充電方法において
は、モジュール電池或いは複数のモジュール電池から構
成される群電池システムにおけるモジュール電池が個々
に独立した単電池であって、積層方向の単電池間に空間
部を形成して、複数の単電池を積層状に組合わせて集合
電池（モジュール電池）に構成し、前記集合電池の両端
側面から金属製の補強兼用の固定具で絞め付ける構成と
し、前記空間部に温度検出器を装着し、充電回路と接続
するのが好ましい。

【００２９】また、前記積層密閉型酸化金属−水素蓄電
池又は群電池システムとそれらの充電方法においては、
積層密閉型酸化金属−水素蓄電池（モジュール電池）又
は複数のモジュールからなる群電池システムにおいて、
前記電池の放電が完了した後再び充電操作に入る時、前
記モジュール電池或いは群電池システムの温度が、検知
器で検知する時の温度として３５℃以上の電池がある時
には充電が入らず、その電池温度がおよそ３０℃以下に
なってから或いはおよそ３０℃以下の状態で充電が再開
可能な充電制御機能を有し、高温度には充電が出来ない
様な構成とするのが好ましい。

【００３０】また、前記群電池システム又はその充電方
法においては、複数のモジュール電池から構成される群
電池システムにおいて、群電池システムに充電電流以外
の過電流が流れた場合、或いは群電池システム内・外で
漏洩電流が生じた場合、その異常電流や電圧を検知して
充電操作を停止するような構成とするのが好ましい。

【００３１】

【作用】本発明は前記の構成により、次の作用をするも
のである。

【００３２】正極容量規制の電池では過充電すると次の
ような反応（１）、（２）、（３）により電解液が分解
して正極より酸素が発生し、負極において水素化物の水
素イオンと反応して水を生成する。

【００３３】正極：Ｈ₂Ｏ→１／２Ｏ₂＋Ｈ⁺＋２ｅ・・・（１）負極：Ｍ＋２Ｈ⁺＋２ｅ^-→Ｍ＋２Ｈａｄ（吸蔵水素）→ＭＨ₂（水素化物）・・・（２）ＭＨ₂＋１／２Ｏ₂→Ｍ＋Ｈ₂Ｏ（水）・・・（３）この反応が化学量論的に進行すれば、過充電時に発生し
た酸素はほとんど負極において吸収されるので電池内の
圧力上昇を抑制できることになる。この反応過程におい
て、過充電領域に入ると、反応（１）、（２）、（３）
による熱量が発生し、この反応熱により電池内の温度が
上昇する。しかし、電槽表面からの放熱が良い場合は電
池内の温度上昇も少なくなる。逆に放熱が悪く、熱量が
電池内に蓄積されると電池内の温度が異常に上昇し電池
性能を著しく低下させることとなる。また、比較的容量
が大きく、電解液が比較的多い電池系の場合には、この
化学量論的な反応が進行せず、負極表面の酸化状態、触
媒作用等によっても電池内温度上昇は大きく異なってく
る。この様に電池温度を一定に保持することは難しい。
とくに積層密閉型酸化金属−水素蓄電池（モジュール電
池）の場合、形状、材質の他に素電池の位置或いはモジ
ュール電池の配置等によっても充電時に上昇する電池内
温度（電池表面温度）が素電池において異なる。そこ
で、電池に装備した複数の温度検知器を用いて、この内
過充電時に異常な素電池又はモジュール電池を発生させ
ない様に最も高い電池温度を温度検知器で検出すること
により充電回路をカットするか、充電電流を減少させる
ことによって、電池内温度の上昇を抑制すると共に全電
池の温度幅を出来るだけ少なくして、放電容量のバラツ
キをも減少させることができる。この様に電池内温度が
上昇すると負極から水素ガスを放出し、電池内圧をも上
昇させる。この圧力は負極を構成する水素吸蔵合金の平
衡解離圧力の物性値まで上昇することになる。したがっ
て、設定温度を設け、複数の温度検知器の中でこの設定
温度に何れかが達する温度検知器によって充電電流をカ
ットするか、或いは充電電流を減少させ、電池内温度の
上昇による電池内圧力の上昇をさせない様に抑制するこ
とによって、充電効率と安全性を高めると共に長寿命化
を図ることができる。

【００３４】また、電槽等の耐圧、耐熱性によって設定
電圧や設定温度を決めるか或いは少しでも効率よく負極
で酸素ガスを吸収する様に設定電圧と設定温度を併用し
て設け、この設定電圧において、個分けした群電池内何
れかがこの値に達すると充電電流をカットするか、或い
は充電電流を減少させ、電池内圧力が設定圧力以上にな
らない様に制御することによって、電解液の減少による
電池容量の低下を防止し、長寿命化を図れる作用を有し
ている。

【００３５】

【実施例】以下本発明の実施例の積層密閉型酸化金属−
水素蓄電池及び群電池システムとそれらの充電方法につ
いて図面を参照して詳細に説明する。（実施例１）まず、水素収蔵合金を構成する金属として
市販品（純度９９．９％以上）を採用し、合金組成Ｍｍ
Ｎｉ_3.6Ｍｎ_0.4Ａｌ_0.3Ｃｏ_0.7（但し、Ｍｍは希土
類金属の混合物とする）のＡＢ₅系型構造の水素吸蔵合
金を高周波誘導加熱溶解法で製造した。この合金を粉砕
機で機械的に粒径（直径）が５０μｍ以下になるまで細
かく微粉砕し、負極用の水素吸蔵合金粉末とした。この
水素吸蔵合金粉末に耐アルカリ性の有機合成樹脂からな
る結合剤として撥水性のあるフッ素樹脂、例えばポリ４
フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）を溶媒とともに加えペ
ースト状態とし、電極支持体であるパンチングメタル
（孔開き板）、エキスパンドメタル等の多孔体の表面に
塗着した後、加圧成型して負極とした。又、他の実施例
として、上記水素吸蔵合金粉末に親水性の樹脂としてポ
リビニルアルコール（ＰＶＡ）、カルボキシメチルセル
ロース（ＣＭＣ）溶液からなる結着剤を加えペースト状
態とし、電極支持体である発泡状ニッケル多孔体内に加
圧充填して負極とした。正極には水酸化ニッケルを主体
とする活物質を発泡状ニッケル多孔体内に加圧充填した
電極を採用した。

【００３６】両電極間にはポリオレフィン製、例えばポ
リプロピレン製セパレータ或いはポリアミド製、例えば
ナイロン製セパレータを配置して電極群とし、この電極
群を電槽内に配置した。この素電池（単電池）の基本構
成を図３に示す。

【００３７】この電池の基本構成としては正極１と負極
２の間にセパレータ３を介在して電極群４を構成し、こ
の電極群４を電槽５内に配置し、安全弁（注液栓兼用）
６を装着した蓋７で密閉してあり、該蓋７には電極１，
２と接続した＋極及び−極の極柱１０，１１が固定され
ている。素電池の電槽５内の電極群４は電解液を含有
し、しかも電槽内底部に電解液８を保持し、その電解液
量はセパレータ３の末端が電解液８に浸漬する程度とし
た。この素電池を、６Ｖ或いは１２Ｖモジュール電池を
単位モジュールとして構成するために、５セル或いは１
０セルを積層一体化して積層密閉型畜電池を組立てる。
この内５セルモジュール電池の１例を図４に示す。図４
において、複数の素電池からなるモジュール電池用電槽
９内には図３に示す様な正極・負極・セパレータから構
成される電極群４が配置されている。各素電池は＋極柱
１０と−極柱１１で直列に接続されている。しかも積層
密閉型蓄電池の中央部或いは中央部付近の素電池電槽の
蓋に電池内温度を検知するための温度検知器１２が装着
されている。この積層密閉型蓄電池は、充電器１３によ
って、正極端子１０より充電回路１４を通って負極端子
１１に充電電流が流れる。この充電回路１４には自動開
閉スイッチ１５が設けられると共に、電池内温度を検出
して、その自動開閉スイッチ１５と連動して作用する制
御器１６が設けられている。正極と負極を適切な容量比
率に選定し、各々複数電極を積層し、１００Ａｈ程度の
電池を構成した。電槽には樹脂製と金属製があるが、本
実施例ではポリプロピレン樹脂製を採用し、安全弁の作
動圧力はほぼ１〜２ｋｇ／ｃｍ²程度とした。この樹脂
製で作成したモジュール電池をＡとする。

【００３８】充・放電条件として、まず充電は電池容量
によって異なるが容量１００Ａｈであればこの容量に対
して１０〜２０Ａ（０．１〜０．２Ｃ相当）の電流で充
電し、２０Ａの電流で５セルの場合は最終電圧５．０Ｖ
（平均素電池電圧１．０Ｖ）まで放電した。雰囲気温度
は２５℃とした。モジュール電池内での最高温度として
設定温度を４５℃とした。充電中の充電曲線と電池温度
上昇及び各素電池の温度、放電容量等の分布を測定し
た。また、充・放電サイクル寿命は１回の電解液量のみ
におけるサイクル数で評価した。容量の低下は当初の容
量から３０％以上劣化し時をもって寿命とした。電解液
は比重１．３０ＫＯＨ溶液を主成分とした。

【００３９】充電方法としては温度検知器を所定の温度
４５℃に設定し、充電器１３で積層密閉型蓄電池（モジ
ュール電池）に充電電流を流した。充電が完了し過充電
領域近くになると図２に示す様に電池内温度が上昇し、
負極から発生する水素ガスによって電池内圧力も上昇し
始めるが、電池温度が４５℃に達すると、その電池温度
を温度検知器１２が検知し、充電回路１４の自動開閉ス
イッチ１５を制御器１６でもってカットし、充電電流が
流れない様にした。充電が完了すると放電回路から負荷
をとり、放電が完了する。充電時の充電率に対する充電
電圧と電池内温度の関係を図５に示す。図５に示す様
に、仮に充電中電池電圧が設定電圧例えば１．５０Ｖに
達しなくとも、電池温度が設定温度４５℃になると充電
が停止し、電池温度の上昇が抑制される。とくに過充電
領域に入ると電池温度の大幅上昇があるので、最適な設
定温度を決めることはサイクル寿命特性にも大きな影響
を与える。したがって、積層密閉型蓄電池の中で最も高
い素電池でもってとくにモジュール電池の設定温度を決
めることがモジュール電池の放電容量の均一性、サイク
ル寿命等から重要なことである。（実施例２）図３に示す様な素電池を１０セル積層した
１２Ｖモジュール電池の構成を図６に示す。図６のモジ
ュール電池の構成において、補強体２０を介してモジュ
ール電池の積層方向の両側面よりボルト２１，ナット２
２等で締め付けた構成でしかも温度検知器１７をモジュ
ール電池の中央部に位置している素電池１８の電槽外表
面に配置し、温度検知器１７或いはモジュール電池の充
電電圧を検知する充電電圧検知器１９と連動して充電回
路１４を開・閉させる制御装置１６を備えた以外はすべ
て実施例１と同じ構造である。このモジュール電池をＢ
とする。

【００４０】充電方法としては温度検知器１７を所定の
温度４５℃に設定し、また充電電圧も所定の電圧に設定
した充電電圧検出器１９に連動させ、充電器１３で電池
に充電電流を流す様にした。この様に充電電流を流す
と、電池反応熱、電池内ジュール熱等で電池内温度が上
昇し、その温度上昇に併なう負極からの水素ガスの発生
がおこり、電池内圧力の上昇と共に電池内温度が上昇す
る。このモジュール電池内で中央部に位置する素電池１
８の電槽温度が４５℃に達するとその電池温度を検知器
１７で検知し、他の素電池が４５℃の温度に達していな
くとも充電回路１４の自動開閉スイッチ１５を制御器１
６でもってカットし、充電電流が流れない様にした。一
方、充電電圧が設定電圧に達するとその充電電圧を充電
電圧検知器１９で検知し、充電回路１４の自動開閉スイ
ッチ１５を制御器１６でもってカットし、充電電流が流
れない様にした（図５を参照）。この電池温度及び充電
電圧の何れかにおいて、設定温度、及び設定電圧を早く
到達した方で充電回路１４の自動開閉スイッチ１５を制
御器１６でカットし、充電電流を抑制する様になってい
る。（実施例３）図７に示す様に、図６のモジュール電池の
構成において、温度検知器２３をモジュール電池の中央
部に位置している素電池２４の電槽の温度が上昇しやす
い合金負極側の極柱２５に接続する様にした構成以外は
すべて実施例２と同じ構造である。このモジュール電池
をＣとする。

【００４１】充電方法としては実施例２の温度検知器の
装着位置が異なるだけで、それ以外はすべて実施例２と
同じ方法である。（実施例４）図３の素電池を５セル積層一体化した６Ｖ
用のモジュール電池を１６モジュール配置し、この１６
モジュールを直列に結線し、所要の高電圧を得るために
図８に示すような群電池システム２６を構成した。この
群電池システム２６の中で相互に接近しているモジュー
ル電池の各中央部に位置する素電池（図６中、記号ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊの各１０セル）２
７の電槽の外表面に温度検知器（センサー）２８を各々
装着し、群電池システム２６の１０ヶ所に温度検知器２
８を取り付けた。図中、温度検知器２８を装着した素電
池（記号ｋ，ｍ）は相互に接近していないモジュール電
池の外側に装着した場合の比較例である。各々モジュー
ル電池が相互に接近している部分は充電時に温度上昇が
高いと考えられるので、この電池温度を各温度検知器２
８（１０ヶ所）と連動して充電回路の自動開閉スイッチ
１５を開閉させる制御器１６を備えた構成である。この
群電池システムをＤとする。充電方法としては温度検知
器２８（１０ヶ所）を所定の温度４５℃に設定し、充電
器１３で１６モジュールからなる群電池システムに充電
電流を流した。充電が完了し、過充電領域近くになると
各々電池温度が上昇し、負極から発生する水素ガスによ
って各電池内圧も上昇し始める。この複数モジュールか
らなる群電池システム２６中、モジュール電池の記号
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊの素電池温度
を各温度検知器２８（１０ヶ所）で検知し、この検知温
度の中で少なくとも１セル以上が最も早く設定温度４５
℃に達すると、その電池温度を検知して充電回路の自動
開閉スイッチ１５を制御器１６でもってカットし、充電
器１３からの放電電流が流れない様にした。充電が完了
すると放電回路から負荷をとり、放電が完了する。その
外はすべて実施例１と同じ方法である。（実施例５）図３の素電池を５セル積層一体化した６Ｖ
用のモジュール電池を１６モジュール配置し、全モジュ
ールを直列に結線し高電圧を得るために図９に示すよう
な群電池システムを構成した。この群電池システムの中
で４モジュール電池づつ分割した電池群Ａグループ２
９，電池群Ｂグループ３０，電池群Ｃグループ３１，電
池群Ｄグループ３２毎に充電電圧を検知できる構成とし
た。充電器１３で充電電流を電池群、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ各
グループに通電し、これら電池群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ各グル
ープの充電電圧を充電電圧検知器１９と連動して充電回
路の自動開閉スイッチ１５を開閉させる制御器１６を備
えた構成である。この分割された電池群からなる群電池
システムをＥとする。

【００４２】充電方法としては群電池システムを４モジ
ュール電池毎に４グループの電池群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分
割して各々の充電電圧を所定の電圧に設定し、充電器１
３で１６モジュールからなる電池に充電電流を流した。
充電が完了し、過充電領域近くになると電池群の充電電
圧が上昇し、負極から発生する水素ガスによって電池内
圧も上昇し始める。この時、４モジュール電池からなる
各電池群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄグループにある電池の充電電圧
を各々検知し、この中少なくとも１グループ以上の群電
池グループが最も早く設定電圧に達するとその充電電圧
を充電電圧検知器１９で検知して充電回路の自動開閉ス
イッチ１５を制御器１６でもってカットし、充電電流が
充電器１３から流れない様にした。充電が完了すると充
電回路から負荷をとり放電が完了する。（実施例６）図３の素電池を５セル積層一体化した６Ｖ
用モジュール電池を１６モジュール直列に結線し、所要
の高電圧を得るために群電池システムを構成した。充電
中の温度検知方法は実施例４と同じとし、充電電圧検知
法は実施例５と同じとする構成を各々併用し、温度検知
と充電電圧検知が同時に出来る構成とした。この群電池
システムをＦとする。

【００４３】充電方法としては温度検知器を所定の温度
４５℃に設定し、同時に充電電圧も所定の電圧に設定
し、モジュール電池に配置した１０ヶ所の電池温度と４
グループに分割した群電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄグループの各
充電電圧の何れかが設定温度或いは設定充電電圧に早く
達することによって、充電回路の自動開閉スイッチを制
御器でもってカットし、充電器から充電電流が流れない
様にした。（実施例７）実施例１，２，３，４，５，６，におい
て、図１０に示す様に、温度検知器１６或いは充電電圧
検知器１９が自動開閉スイッチ１５とタイマーに連動し
て、充電器１３からの充電電流ｉを減少させる電流減衰
制御装置３３を備えた構成とした。電池温度或いは充電
電池電圧が設定温度或いは設定電圧に達すると充電電流
ｉを増減させる制御装置３３が機能して充電電流が１０
Ａ（０．１Ｃ）以下に減衰し、ある設定時間が経過する
とタイマーが動作し、充電電流が完全にカットされ、充
電電流が流れない様にした。それ以外は実施例１，２，
３，４，５，６，と同じ構成であり、充電方法も同じで
ある。このモジュール電池の１例として実施例１のモジ
ュール電池を選び、このモジュール電池をＧとした。ま
た、複数モジュール電池が組合わさった群電池システム
の１例として実施例４の群電池システムを選びこの群電
池システムをＨとする。（実施例８）図３の素電池を５セル積層一体化した６Ｖ
用モジュール電池ｍを構成し、このモジュール電池ｍの
積層方向の側面を補強体２０で締め付け、図１１に示す
様にそのモジュール電池ｍの上面部、側面部以外の電池
底面からも冷却が可能な様に冷却用の空気供給窓３４を
設けた架台３６に固定する構成とした以外はすべて実施
例１及び実施例４と同じ構成であり、その充電方法も同
じである。さらに積層方向からの電池側面の補強体２０
が熱伝導性の優れた金属材料、例えばＣｕ，Ａｌ，Ｆ
ｅ，Ｎｉ，Ａｌ合金，真ちゅう，ＦｅのＮｉメッキ板、
或いはコ字型、Ｌ字型のアングルなどからなる構成とし
た。このモジュール電池をＩとし、複数モジュール電池
からなる群電池システムをＪとする。２モジュール電池
を配置した場合のモジュール電池の架台３６の上面図及
びそのｂ−ｂ断面図を図１２（ａ），（ｂ）に示す。電
池固定部には、高絶縁性の緩衝部材３７が取り付けてあ
り、底部には空気供給用の空間部３８が設けられてい
る。（実施例９）図３の素電池１０セルを積層一体化した１
２Ｖ用モジュール電池ｍを構成し、電池の積層方向の電
池側面をＣｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ａｌ合金，真ちゅう
等の熱伝導性の優れた金属材料例えば金属板、コ字型、
Ｌ字型板等の補強体２０で補強し、図１３に示す様にそ
のモジュール電池ｍの底面からも冷却・放熱ができる様
に空冷用の空気供給口３５を設けた架台３６に固定する
構成とした以外はすべて実施例２と同じ構成である。そ
の充電方法も同じである。このモジュール電池をＫとす
る。（実施例１０）正極と負極との間にセパレータを配置
し、その正極・負極とセパレータ間に親水性材料、例え
ばポリエチレンの粒子などを介在させ、しかも袋状のセ
パレータ内に正・負極を配置した電極群より構成したモ
ジュール電池とし、それ以外はすべて実施例１と同じ構
成とした。その充電方法も同じである。このモジュール
電池をＬとする。（実施例１１）実施例４における充電方法において、電
池温度を検知する温度検知器にかえて、充電開始時から
の上昇温度幅を検知し、その中で最も上昇温度幅の大き
い電池の上昇温度幅をさらに温度検知器で検知し、その
温度検知器と連動して、その内最も早く上昇した上昇温
度幅が設定温度幅１５〜２０℃に達すると充電回路を開
いて充電器から流れる充電電流を停止するか或いは充電
電流を減少させ、所定の充電完了時間に達するとタイマ
ーで充電を停止させる様にした。この充電方法以外はす
べて実施例４と同じである。この充電方法を用いた群電
池システムをＭとする。（実施例１２）実施例６における充電方法において、複
数の温度検知器の中で最も高い電池温度を検知するか、
或いは群電池システムを分割した電池の充電電圧の中で
最も高くなった充電電圧を検知して充電をカット或いは
充電電流を減少させる充電方法にさらに充電開始時から
の上昇温度幅を複数検知する中で最も大きな温度幅を検
知する方法を加えて、これら３種の検知器の中で、何れ
か少なくとも１種の検知器で設定値に達した時に充電を
カット或いは充電電流を減少させる充電方法以外はすべ
て実施例６と同じである。この群電池システムをＮとす
る。（実施例１３）実施例４における充電方法において、自
然冷却或いは空気強制冷却によって充電と充電休止を交
互に間欠的に行ない、充電が設定時間に達するとタイマ
ーで充電を完全に中止させた。この時、充電電流１０Ａ
で２時間程充電し、その後２時間休止し、約１２５％充
電に相当する１４〜１５時間程度充電した。この充電方
法で充電した群電池システムをＯとする。

【００４４】今、周囲温度２５℃、空気強制供給におい
て、充電電流１０Ａ、充電時間２時間、休止時間２時間
で充電した時の、ある特定のモジュール電池の温度上昇
を図１４に示す。電池容量１１５Ａｈとして１２５％充
電は１４．３時間に相当するので、本実施例の電池は１
４．３時間（１２５％充電相当）充電しても３８℃程度
上昇するのに対し、連続して充電すると４５℃まで上昇
する。充電休止により充電時の発熱が緩和されている。
電池温度が上昇すると充電効率が低下し、省エネルギー
の観点から好ましくない。電池温度が低い方が放電容量
も大きくなり、電池の冷却・放熱も加わって、電池容量
の１２５％充電時に７℃まで群電池システムの電池温度
を下げることが出来た。しかし、充電が完了するまで２
８．３時間を要し、充電時間の短縮のため、充電電流を
大きくすることも考えられる。（実施例１４）実施例１３における間欠的な充電方法に
おいて、充電と充電休止を交互に間欠的に充電を行なう
過程で、群電池システム中の電池温度、電池の温度上昇
幅、分割された群電池（４モジュール電池）の充電電圧
を各々検知し、各々の設定値に早く達した少なくとも１
つの検知器でもって、充電回路を開いて充電を完全に中
止する。この充電方法以外はすべて実施例１３と同じで
ある。この充電方法による群電池システムをＰとする。
この時、設定温度４５℃、電池の充電開始時の温度上昇
幅２０℃、分割された群電池（４モジュール）の設定充
電電圧１．４７Ｖ（２５℃）、充電時間２時間、休止時
間２時間とした。（実施例１５）実施例４における充電方法において、自
然冷却或いは空気送風冷却によって、充電と充電休止を
相互に間欠的に行なわせる充電方法であって、充電する
と電池温度が上昇し、この上昇した電池温度を最大３０
〜４５℃と設定し、この設定温度に何れかの温度検知器
が達すると充電回路を開き、充電を一時休止させる。充
電を休止すると電池温度が降下するので、この降下する
電池温度を最低２０〜３５℃と設定し、この設定温度に
達すると充電回路が復帰し、充電が再開される。この操
作を少なくとも１回以上交互に行わせる。充電が完了す
ると設定時間においてタイマーでもって充電をカットす
る。この充電方法以外はすべて実施例４と同じとする。
この群電池システムをＱとする。設定値として最高温度
４０℃、最低温度３５℃、５℃の振幅範囲で充電を行な
った。充電時間は２０Ａ充電で７時間であったが、休止
時間が空冷しているにもかかわらず３倍以上を要した。
この様に本実施例では休止時の電池温度の下がり方が緩
慢であったため休止時間が長くなった。長時間かけて充
電が可能な用途には省エネルギーの観点から有効な手段
である。（実施例１６）実施例１，２，３，４，５，６における
モジュール電池、群電池システムにおいて独立した複数
の単電池からなる積層密閉型蓄電池を用い、各単電池間
に空間部（空冷用）を形成させて、複数の単電池を積
層、組合せ、中央部単電池の空間部に温度検知器を装着
して集合体電池を構成し、その集合電池の両端側面から
金属部材からなる補強体で絞め付け一体化した以外はす
べて実施例１，２，３，４，５，６と同じである。この
充電方法も同じである。この時の１例として実施例２の
モジュール電池を選びＲとする。複数のモジュール電池
からなる実施例４の群電池システムを選びＳとする。こ
こで実施した１例のモジュール電池を図１５に示す。温
度検知部の拡大した所を図１６（ａ），（ｂ）に示す。
モジュール電池を構成する各独立した単電池３９の間に
は２〜５ｍｍ幅の空間部４０を電池の補強も兼ねた間隔
体４１を介して形成し、モジュール電池の中央部に当た
る電池の側面に温度検知器４２が装着されている。単電
池３９間の電池間隔体４１は単電池３９の湾曲の補強の
役目もしており、空気流によって、図１６（ａ）に示す
様に縦型或いは図１６（ｂ）に示す様に横型に配置する
ことが出来る。この電池間隔体４１の高さによって単電
池３９の空間部４０の幅を調整することが出来る。この
モジュール電池を複数組合せて、群電池を構成すること
も出来る。

【００４５】次に、比較例を説明する。（比較例１）このモジュール電池は実施例１，２，３と
対比したモジュール電池で称してＴとする。この場合は
温度検知器を用いないで１２５％充電を繰返した場合で
ある。又はモジュール電池の中央部に温度検知器を配置
せず、電池の最側部に位置する電槽に温度検知器を用い
た場合も比較例として加えた。（比較例２）モジュール電池を複数モジュール組合せた
この群電池システムは実施例４，５，６，７と対比した
群電池システムで称してＵとする。この場合は１種の検
知法のみでしかも複数の検知器を用いないで、１２５％
充電を繰返した場合である。

【００４６】実施例４の比較例としては検知器を群電池
システムの最も外側に位置する電槽に配置した場合であ
る。充電中に電池の温度上昇が中央部に接近しているモ
ジュール電池より小さいので、その電池の温度で群電池
システムの温度を制御するので群電池システムの温度が
相対的に上昇し、電池内圧が上昇し、一部電解液や気体
（水素ガスなど）が安全弁より排出されることになる。
したがって、放電容量が低下する電池が発生し、群電池
システムのサイクル寿命が短くなる。

【００４７】実施例５の比較例としては群電池システム
の全体の充電電圧を検知する構成とした場合である。群
電池システムを構成するモジュール電池の充電電圧が同
じとは限らないので、全体の充電電圧単独での充電を制
御する場合には、充電電圧の高い電池が発生し、その電
池の温度が上昇すると共に過充電状態となり電池内圧が
上昇し、安全弁より電解液や気体（水素ガスなど）が排
出されることになる。したがって、放電容量が低下する
電池が発生し、群電池システムのサイクル寿命が短くな
る。

【００４８】実施例６の比較例としては実施例４と５の
何れか一方のみの場合と同じとした。全充電電圧、及び
温度の検知も１箇所とした。電池温度が各モジュール電
池によって異なるので充電制御手段が１種であると設定
条件によっては過充電状態の電池が発生し、電池の内圧
が上昇し、電解液や気体（水素ガスなど）が排出され、
放電容量が低下する電池が発生し、群電池システムのサ
イクル寿命が短くなる。

【００４９】実施例７の比較例としては比較例２の場合
と同じとした。比較例２の中で充電が１種の検知法のみ
でしかも複数の検知器を用いないので、充電がカットさ
れなくて、充電電流を減少させ、設定充電時間になると
タイマーで充電を停止させても比較例２と同様な現象か
らサイクル寿命が短くなる。（比較例３）モジュール電池及び複数のモジュール電池
からなる群電池システムは実施例８，９，１０と対比し
たモジュール電池及び群電池システムを称してＶとす
る。実施例８，９，１０の比較例としては、比較例１及
び比較例２の場合と同じとした。

【００５０】比較例１，２に空冷手段、放熱手段を付与
すると充電中の温度上昇を制御する効果はあるが、基本
的には充電方法の改善にならず、電池の温度上昇の不均
一化はさけられない。本発明の積層密閉型蓄電池（モジ
ュール電池）及び群電池システムの構成とその充電法に
適用してはじめて有効な方法となる。（比較例４）モジュール電池が複数モジュールからなる
群電池システムは実施例１１と対比した群電池システム
を称してＷとする。

【００５１】実施例１１の比較例としては温度上昇幅を
検知する温度検知器を群電池システムの最も外側に位置
する電槽に配置した場合である。温度上昇幅を検知する
検知器を充電中比較的電池上昇温度幅の小さい所で電池
上昇温度幅を検知すると全体の群電池システムの温度上
昇幅が大きくなり過ぎる危険性がある。電池温度が不均
一に上昇すると電池内圧の高い素電池も発生し、電解液
や気体が安全弁より排出され、放電容量の低下する電池
が発生し、群電池システム全体のサイクル寿命が短くな
ると共に安全性の点からも問題となる。（比較例５）実施例１２と対比した群電池システムを称
してＸとする。

【００５２】実施例１２の比較例としては、単に１種の
充電制御手段のみで、しかも、全体の充電電圧を検知す
るか、電池温度、上昇温度幅を１箇所の測定点のみで検
知する様に構成した場合である。群電池システムの温度
分布が充電中に異なるので単一の検知法のみでは完全に
電池温度分布を小さくすることが出来ない。したがって
各モジュール電池の中で温度上昇したり、過充電状態に
なったりする電池が発生し、以下同様に群電池システム
のサイクル寿命を短くする。（比較例６）実施例１３，１４，１５と対比した群電池
システムを称してＹとする。

【００５３】この実施例１３，１４，１５の比較例とし
ては、比較例２、比較例５において、充電を間欠的に操
作する構成とした場合である。比較例２、５に空冷・放
熱手段を付与し、しかも充電と休止を交互に行ないつつ
所定の充電を完成させるには効果を有するが、充電制御
方式が１種でしかも検出場所も通常の如く１箇所で行な
っているため、電池の温度上昇の不均一化は避けられな
い。充電開始温度も充電休止温度も一定せず、単なる間
欠充電では充電時間ばかりとって効果的でない。本発明
の積層密閉型蓄電池及び群電池システムの構成とその充
電法に適用してはじめて有効な方法となる。（比較例７）実施例１６と対比したモジュール電池、群
電池システムを称してＺとするが、この実施例１６の比
較例としては、比較例１と比較例２におけるモジュール
電池及び群電池システムと同じ比較例とする。

【００５４】モジュール電池の中央部素電池（又は単電
池）に温度検出器を装着する本発明のねらいをまず説明
する。

【００５５】図１７に示すモジュール電池ｍの素電池側
面にあたる電槽表面の温度を各セル毎に１０ヶ所（記号
（１）〜（１０））において各温度検知器４３で測定し
た。充電電流約１０Ａで電池容量の１２５％以上充電し
た時の温度分布を図１８に示す。＋極より各素電池に番
号を記入した。最高温度を４５℃とした時の温度分布で
ある。素電池番号（５）、（６）に相当する中央部の温
度が４５℃を示すのに対して、電池の両端側の素電池番
号（１）、（１０）は３８℃、３９．５℃と約５〜７℃
程低いことがわかる。したがって、モジュール電池の両
端側素電池の温度を検知すると中央部素電池の温度は５
０℃以上程上昇し、電池内圧は大きく上昇することにな
る。また、温度検知器の装着位置によっても測定温度が
異なる。電池内部の温度は電槽の側面温度より約５℃程
高く、極柱の温度はその中間程度を示す。したがって測
定位置によって設定温度を調整する必要がある。そこ
で、電池内温度を出来るだけ正確に検知し、電池温度の
上昇を抑制してサイクル寿命を伸ばすことができる。そ
のために、モジュール電池の中央部の素電池をパイロッ
ト電池として、温度検知することが重要となる。つい
で、このモジュール電池を組合せて群電池システムを構
成しているが、図１８に示す様にその時の温度検知位置
による温度分布を図１９に示す。但し電流１０Ａで１２
５％充電、設定温度４５℃とした場合である。図１８よ
り温度検知器の位置を記号番号（１）〜（１０）までで
表示してある。記号番号（１１）、（１２）は比較例と
して加えたものである。記号（１）〜（１０）ではモジ
ュール電池が接近し合う場所が比較的高い温度を示して
いる事がわかる。また素電池中での位置の他にモジュー
ル電池自体の配置場所によっても電池温度が異なる。し
たがって、この電池温度を正確に検知するためには温度
検知器を装着する場所が重要となる。

【００５６】本発明の温度検知場所はおよそ４５±１℃
程度に入っているが、さらに設定温度の精度を高めるた
めには記号（３），（４）、（６），（７）、（９），
（１０）の位置がより好ましい。比較例の記号（１
１），（１２）は４０，４１℃と約５℃程低い。したが
って、記号（１１）、（１２）の位置で電池温度を検知
すると群システムの温度が５０℃をオーバーしてサイク
ル寿命が短くなる。この理由から、群電池システム中で
モジュール電池が相互に接近し合ったモジュール電池間
で、しかも中央部素電池でもって温度検知することが適
切であることが理解できる。また、充電電流も０．１〜
０．５Ｃ相当の充電レートでしかも充電量も電池容量の
１２５％程度が充電効率の上からも最適である。これは
充電率と電池利用率の関係を図２０に示す様に、充電率
１２５％以上充電しても電池温度の高い場合は充電され
にくいことによるためである。電池温度が低い場合には
図２０の様に電池利用率は９５％程度まで上昇する。こ
の様に温度検知器を装備配置することによって実験を行
なったこれら各種電池のサイクル寿命試験結果を表１に
示す。

【００５７】

【表１】表１より本発明の実施例によるモジュール電池及び群電
池システムＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，
Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓの初期容量は９６
〜１１５Ａｈ、サイクル寿命試験で２００サイクル目、
４００サイクル目の電池容量は９５〜１１４Ａｈ、９３
〜１１２Ａｈを示している。電池容量のの低下は約１
％、約３〜４％程度で非常に小さい。これは過充電時の
電池内温度によって充電量が制限されており、必要以上
の過充電にならず、電池内温度の上昇によって、正極か
ら発生した酸素ガスは殆ど負極で効率よく吸収されて、
負極からの水素ガスの発生も少ないものと考えられる。
したがって、過充電になって安全弁からの電解液の排出
は殆どない。放電容量のバラツキ（０．２Ｃ相当，２０
Ａ放電，２５℃）はモジュール電池で約１〜３Ａｈ程
度、群電池システムでは２〜４Ａｈ程度であった。電池
の温度分布は最高温度４５℃に設定してあるため、３〜
６℃の温度差に留まっている。したがって、設定上では
４５℃以上の電池温度に上昇しないが、温度検知器の位
置によっては電池内温度の伝達の遅れがあるため、その
後も少し温度が上昇する傾向にある。表１におけるサイ
クル寿命試験結果をまとめて図２１に示す。図２１には
モジュール電池及び群電池システムを本発明型と従来型
と比較したものである。この中でもモジュール電池の方
が群電池システムより容量低下が少ない。この事は群電
池システムの方がモジュール電池による容量バラツキが
大きく、サイクル寿命と共にそのバラツキが少しづつ広
がっているためと考えられる。

【００５８】電池Ａ，Ｂ，Ｃはモジュール電池における
温度検知器の測定位置が異なる場合であり、検知温度は
電池内温度、極柱、電槽外表面の順に約５℃程度低くな
っているので、測定位置によって設定温度を調整する必
要がある。電池Ａ・Ｂ・Ｃのモジュール電池を複数モジ
ュール組合せて集合体の群電池システムを構成する電池
Ｄはモジュール電池が相互に接近する中央部の素電池電
槽を１０モジュールを選び温度検知器を装着し、最も早
く設定温度４５℃に達した時に充電が完了する様な構成
とした場合で、モジュール電池の中で異常な温度上昇が
なく、サイクル寿命の伸長には有効である。電池温度が
周囲温度によっては低い場合があり、過充電領域に深く
入ることも考えられるので、充電電圧を４つに分割し、
分割した電池群の充電電圧を検知して設定電圧に早く達
した電池があれば充電がカットされる構成が電池Ｅであ
る。群電池システムの全電圧を検知するとモジュール電
池の中に過充電状態になっている電池が発生しても、こ
れを判別出来ないので少なくとも小分けして複数モジュ
ールの充電電圧を検知する方法が群電池システムの信頼
性を高めることになる。

【００５９】電池Ｆは電池Ｄ，Ｅの両方を兼ね備えた構
成のもので周囲温度に対応して何れかの検知器が動作し
て充電をカットする。この様に電池温度、充電電圧の両
方の検知器で電池温度の上昇を抑制することが出来るの
で、同様にサイクル寿命の伸長に大いに役立つ充電方法
と考えられる。

【００６０】電池ＧとＨはモジュール電池と群電池シス
テムにおいて、電池温度、電池電圧によって充電回路を
完全に切ってしまう方法でもよいが、小さい電流におと
す方法も有効であって、正極の利用率、メモリー効果の
減少を防止する効果がある。

【００６１】電池Ｉ，Ｊ，Ｋはモジュール電池、群電池
システムにおいて、サイクル寿命と放電容量がさらに伸
長する場合であって、電池内部圧力のみならず、電極自
体の膨脹などがあるので、電槽の湾曲、変形が電解液の
漏液現象をおこすので、電池両端側面からの補強体で締
め付ける方法は有効な手段である。この補強体が熱伝導
性の金属部材（例えば、Ｃｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ａｌ
合金，真ちゅう，Ｆｅ−Ｎｉメッキ板或いはコ字型、Ｌ
字型の部材）からなり、この補強体からも充電中に発生
した熱が放出されるのに有効である。しかもモジュール
電池を空気供給窓を持つ架台に装着し、電池電槽の底面
からも放熱できる構成となっている。充電時に電池の表
面より空冷して電池内温度の上昇を抑制し、１２５％或
いはそれ以上の充電後も電池温度の上昇を抑制できるの
でサイクル寿命の伸長に大いに効果がある。ここでは電
池温度が４５℃まで上昇するまで充電し、充電量も１２
５％以上行なうことが可能となり放電容量が大きくなっ
た。電池容量においてもモジュール電池では１１５Ａ
ｈ、群電池システムでも１０５Ａｈと大きな放電容量を
取り出すことが出来た。しかもサイクル寿命における電
池容量の低下率も小さく推移している。電池電槽の底面
からの放熱も電池を冷却する上で有効な方法である。底
面から空気が供給されて冷却されるので、強制的に供給
される構成の方が電池の長寿命化における効果は大きく
なる。電池の容量バラツキも小さく、温度上昇の速度も
小さく推移する。電池温度を下げても過充電領域に入る
と電池内圧力が上昇し、安全弁動作圧力１〜２ｋｇ/ ｃ
ｍ²以上の圧力になると電解液や気体が安全弁より排出
されるので、これ以下の圧力に調整する様に温度設定を
する必要がある。この場合の電池内圧力は約１．３ｋｇ
/ ｃｍ²である。群電池システムではまだ空冷効果が十
分でなく、放電容量がモジュール電池よりは小さくなっ
ている。しかし空冷、放熱手段を用いると、そうでない
場合と比べて１０〜１５Ａｈの容量に差がある。放熱を
よくして強制空冷すると明らかに充電受入れ性がよくな
り放電容量が向上する。

【００６２】電池Ｌに関してはセパレータ中への電解液
の保持を粒状部材が行なっているので、セパレータ中の
電解液量の減少がなく、容量低下も少なく、少し放電容
量も大きくなっている。

【００６３】電池Ｍは群電池システムにおいて温度上昇
幅を充電時の温度から検知し、設定温度幅に達すると充
電回路がカットされるか、充電電流を減少させる構成で
あり、設定温度幅１５〜２０℃が望ましい。周囲温度２
５℃から充電を開始し、温度上昇幅を２０℃とすると電
池温度は４５℃を越えることは少ない。従って電池温度
を４５℃以内に抑制し、充電効率を高めることが出来
る。

【００６４】充電時の温度が低い場合、例えば１５℃で
充電を開始すると３５℃で充電が完了することになる。
これ以上充電すると過充電を深く促進し、電池内圧力を
上昇させることもありうる。

【００６５】電池Ｎは群電池システムにおいて、群電池
システムを複数のモジュール電池に区分けした電池群の
充電電圧を検知する構成と電池温度、電池上昇温度幅を
各々検知する構成が併用され、これらの検知器において
少なくとも１種類以上が早く設定値に達すると充電回路
がカットされるか、或いは充電電流を減少させるもので
ある。この検知器を併用することにより周囲条件によっ
ても電池内温度の上昇を出来るだけ正確に検知し、過充
電時の電池内圧力の上昇を抑制し、電池のサイクル寿命
と安全性、信頼性を確保するために有効である。

【００６６】電池Ｏ，Ｐ，Ｑは群電池システムにおい
て、空冷状態で充電と充電休止を交互に間欠的に行なわ
せて充電する方法であって、電池Ｏは、充電電流１０
Ａ、充電時間２時間、休止時間２時間で充電すると図１
４に示す様に電池温度の上昇が抑制され、放電容量が向
上している。

【００６７】電池Ｐは設定温度４５℃、電池の充電開始
時からの温度上昇幅２０℃、分割された群電池（４モジ
ュール電池）の設定充電電圧を７．３５Ｖ×４（２９．
４Ｖ，２５℃）とした。充電時間２時間、休止時間２時
間で充電すると放電容量が大きく向上した。しかし、充
電に要する時間が大幅に伸びているので実用上問題とな
るが、電池のサイクル寿命を伸長させる観点からは有効
である。この場合も空冷効果も加味してサイクル寿命４
００サイクル目においても比較的高い電池容量を示して
いる。

【００６８】電池Ｑは群電池システムにおいて、充電中
の電池温度を最大３０〜４５℃に設定し、休止時の最低
温度を２０〜３５℃に設定して、間欠的に充電を行なわ
せると電池上昇温度は設定温度より上昇しないので長寿
命化につながるが、休止時の温度が低下する時間が長
く、空冷を行なっても一度上昇した温度はすぐには降下
せず降下時間に多くの時間を要し、実用上やや問題とな
るが長時間充電可能な用途には有効な充電方法である。

【００６９】電池Ｒ，Ｓは図１５、１６に示す様にモジ
ュール電池、群電池システムにおいて、各々独立した単
電池を冷却用の空間部を介して、集合、組合せ、両電池
側面より金属部材からなる補強体で締め付けた構成で、
この空間部には電槽の膨脹を防止するための間隔板（補
強体）が装着されている。この空間部の幅は大きくなる
と全体の容積が大きくなるので２〜５ｍｍ程度がよい。
しかもモジュール電池の中央部の空間部を形成する電池
電槽の表面に温度検知器を装着している。この空間部は
電池の冷却にも有効に働く。したがって電池温度の上昇
が大きくないので充電効率がよく、放電容量も大きく、
長寿命になっている。この場合充電率を１２５％とした
にもかかわらず電池温度が３６〜４１℃と比較的低い値
を示している。群電池システムの大きさは少し増大する
が優れた特性を示し、信頼性を高める上で有効である。
また、群電池システムの中でトラブルの発生したセルを
簡単に交換出来るという効果があり、低コスト化にも役
立つ。

【００７０】本発明の実施例による電池は温度検知器の
故障により電池温度の上昇する可能性はあるが、他の検
知器との併用により、さらに安全弁の作用によって電池
内温度の異常上昇を防止し、電池の損傷をなくし、安全
性を高めている。電池内の温度を検知するので充電によ
っても必要以上の過充電を防止することが出来る。した
がって、急速充電・放電も可能となる。又、電解液の保
守の必要もなく、取扱い容易となる。特に電池の構成に
おいては空冷と放熱ができる電池の方が望ましい。さら
に単電池の組合せによって一層高性能な電池も可能とな
る。要するに電池内温度の上昇を抑制し、安全性を高
め、長寿命化を図ることが出来た。

【００７１】比較例電池Ｔはモジュール電池において、
温度検知器を用いないで１２５％以上で充電を繰返した
場合、又は中央部でない所で温度を検知した場合であ
る。この場合は電池温度が４５〜５５℃まで上昇し、サ
イクル寿命が大幅に低下している。２００サイクル目で
平均１６％（１３〜１９％）、４００サイクル目で平均
３８％（３２〜４８％）まで低下している。電池内の温
度上昇による電解液量の減少が大きな劣化原因である。
又高温になると充電受入れ性が悪く充電されなくなる。
一方高温になると負極を構成する水素吸蔵合金が酸化さ
れ、一部溶出したりして微少短絡をおこす原因ともなっ
ており、この現象がサイクル寿命を短くしていることも
考えられる。

【００７２】比較例電池Ｕは群電池システムにおいて、
初期容量は大差ないがサイクル寿命が短い。群電池シス
テムの中で高い電池温度が発生するか、過充電電池が発
生するかによって電池内圧力が上昇し、電解液や気体
（水素ガス）が排出され放電容量が低下する電池が発生
し群電池システムのサイクル寿命が短くなる。

【００７３】比較例電池Ｖはモジュール電池、群電池シ
ステムにおいて、比較例１、２における空冷、放熱手段
を付与した電池であるので初期容量は少し高い値を示し
たが比較例１及び２の場合と条件が同じなので電池電圧
の検知及び電池温度の制御が出来てないので電池温度の
高い素電池が発生しサイクル寿命を短くする原因となっ
ている。

【００７４】比較例電池Ｗは群電池システムにおいて、
温度上昇幅を検知する温度検知器を群電池システムの最
も外側に位置する電池電槽に装着した場合で群電池シス
テムの最高温度が高くなり過ぎてサイクル寿命を短くし
ている。

【００７５】比較例電池Ｘは群電池システムにおいても
同様な原因で寿命が短くなる。比較例電池Ｙは群電池シ
ステムにおいて空冷、放熱手段を付与しているので比較
例２、５よりは高い放電容量を示しているが、充電中に
やはり電池温度の高い素電池（又は単電池）が発生し、
群電池システムのサイクル寿命を短くしている。

【００７６】比較例電池Ｚは群電池システムにおいて、
比較例１、２における電池を単電池とした場合で、放熱
効果は付与されるが電池温度の検知制御が不完全である
ため、やはり電池内温度が上昇する電池が発生し、サイ
クル寿命の低下をおこしている。サイクル寿命低下の原
因の中には高温による微少短絡現象も含まれる可能性も
あり、高温度の充電はサイクル寿命を伸ばす上からも好
ましくない。

【００７７】いずれにせよ比較例の電池は空冷、放熱手
段の有・無にかかわらず電池温度の制御が不完全であ
り、モジュール電池や群電池システムにおいて、サイク
ル寿命試験中に必ず電池温度が異常に上昇する電池が出
現しており、この異常な電池が全体の群電池システムの
容量を低下させている。電池温度が高くなり過ぎると充
電より分解の方が優先して機能し、電池容量が逆に低下
してくる。サイクル寿命と共に電池容量の低下が大きく
なるのはこのためである。電池容量が低下すると益々過
充電の深さが進行し、放電容量の低下を加速させること
になる。さらに容量が低下すると過放電領域に入って水
素ガスを発生し、安全性の点からも好ましくない。この
様に群電池システムにおける各電池の温度管理は長寿命
化に重要なことである。

【００７８】また、充電電流を０．１〜０．５Ｃとし、
電池容量の１２５％以上充電しない様にタイマーで充電
時間を設定する。電池温度が比較的低い場合は電池温度
が４５℃に達しない場合もあるが、充電率が放電容量の
１２５％以上になっても電池の利用効率は向上せず、１
２５％以上充電することは省エネルギーの観点から望ま
しくない。

【００７９】また、充電中に過電流が流れた場合、或い
は群電池システム内外で電流が漏洩した場合、その電
流、電圧を検知して充電を停止する構成とした。さらに
は電池放電完了後再び充電に入る時はモジュール電池及
び群電池システムの温度が３５℃以上の時には充電が入
らず、電池温度が３０℃以下になったら充電が入る様に
した構成であり、充電効率の良い充電が出来る様にし
た。あくまで、高温度での充電を防止し、安全性を高め
る上で有効である。また、サイクル寿命を伸ばす上から
も望ましい充電方法である。

【００８０】

【発明の効果】以上の実施例の説明で明らかな様に、本
発明の積層密閉型酸化金属−水素蓄電池（モジュール電
池）及び複数のモジュールからなる群電池システムとそ
れらの充電方法によれば、電池の異常な温度上昇がな
く、充・放電サイクル寿命が長く、急速充・放電が可能
で、保守が少なく取扱い容易でしかも安全性の高い積層
密閉型酸化金属−水素蓄電池（モジュール電池）及び複
数のモジュール電池からなる群電池システムとそれらの
充電方法を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】−ΔＶ方式による充電方法の特性図

【図２】電池の充・放電特性を示す特性図

【図３】素電池の基本構成を示す断面図

【図４】充電回路に接続されたモジュール電池の説明線
図

【図５】充電率に対する充電電圧と電池温度の関係を示
す特性図

【図６】充電回路に接続されたモジュール電池の説明線
図

【図７】充電回路に接続されたモジュール電池の説明線
図

【図８】充電回路に接続された群電池システムの説明線
図

【図９】充電回路に接続された群電池システムの説明線
図

【図１０】充電回路（電流減衰）の回路図

【図１１】空気供給窓を持つ架台に固定したモジュール
電池の正面図

【図１２】図１２（ａ）はモジュール電池の架台の平面
図、図１２（ｂ）はそのｂ−ｂ線断面図

【図１３】空気供給口を持つ架台に固定したモジュール
電池の正面図

【図１４】充電条件による温度上昇変化を示す特性図

【図１５】モジュール電池の正面図

【図１６】温度検知器の装着部の拡大図であって、図１
６（ａ）は縦型、図１６（ｂ）は横型を示す

【図１７】１０セル積層電池の温度測定状態を示す正面
図

【図１８】積層電池の温度分布を示す特性図

【図１９】群電池システムの温度分布を示す特性図

【図２０】充電率と電池利用率の関係を示す特性図

【図２１】酸化金属−水素蓄電池のサイクル寿命を示す
特性図

【符号の説明】

１正極２負極３セパレータ４電極群５電槽６安全弁（注液栓）７蓋８電解液９電槽１０極端子（極柱）１１極端子（極柱）１２温度検知器１３充電器１４充電回路１５自動開閉スイッチ１６制御器１７温度検知器１８中央部の素電池１９充電電圧検知器２０補強体２１ボルト２２ナット２３温度検知器２４中央部の素電池２５極柱２６モジュール電池群２７中央部の素電池２８温度検知器２９Ａ電池群３０Ｂ電池群３１Ｃ電池群３２Ｄ電池群３３電流減衰制御装置３４空気供給窓３５空気供給口３６電池架台３７緩衝部材３８空間部３９単電池４０空間部４１電池間隔体（補強体）４２温度検知器４３温度検知器ｍモジュール電池

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松本功大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化金属を主体とする正極と、水素を電
気化学的に吸蔵・放出する水素吸蔵合金又はその水素化
物を主体とする負極と、アルカリ性電解液を備え、複数
の素電池乃至単電池から構成されると共に外装体の蓋部
分に安全弁を備えた積層密閉型酸化金属−水素畜電池
（以下「モジュール電池」と称することもある）におい
て、前記モジュール電池の内部圧力が安全弁の作動圧を
越えない様に電池温度を制御するために、前記モジュー
ル電池の温度が最も高くなる中央部或いは中央部付近の
素電池乃至単電池の電槽内部とこの電槽の外表面の一部
又はその極柱の部分の何れか少なくとも一箇所に温度検
知器を配置し、前記温度検知器単独で、或いは充電電圧
検知器及び／又はタイマーと連動して、充電回路を開・
閉又は充電電流を増・減させる制御装置を備えたことを
特徴とする積層密閉型酸化金属−水素蓄電池。
【請求項２】積層密閉型酸化金属−水素蓄電池（モジ
ュール電池）を複数モジュール直列結線して高電圧とな
る様に構成した群電池システムにおいて、前記群電池シ
ステムの中で相互に接近しているモジュール電池の内、
少なくとも一つのモジュール電池の温度が最も高くなる
中央部或いは中央部付近となる素電池乃至単電池の電槽
内部とこの電槽の外表面の一部又はその極柱の部分の何
れか少なくとも一箇所に温度検知器を配置し、前記温度
検知器単独で、或いは充電電圧検知器及び／又はタイマ
ーと連動して、充電回路を開・閉又は充電電流を増・減
させる制御装置を備えたことを特徴とする群電池システ
ム。
【請求項３】積層密閉型酸化金属−水素蓄電池（モジ
ュール電池）を、その底面に空気供給可能な架台上に載
置固定し、充電中に前記モジュール電池の底面からも自
然冷却或いは空気送風冷却ができる構成とした請求項１
又は２記載の積層密閉型酸化金属−水素蓄電池又は群電
池システム。
【請求項４】積層密閉型酸化金属−水素蓄電池（モジ
ュール電池）の積層方向の両端側面に、銅、アルミニウ
ム、又はそれらの合金などの熱伝導性の良い金属板から
なる補強体を配置し、該補強体を介してモジュール電池
を締め付け固定する構成とした請求項１乃至３の何れか
に記載の積層密閉型酸化金属−水素蓄電池又は群電池シ
ステム。
【請求項５】正極と負極との間にセパレータを配置
し、前記正極・負極とセパレータ間に親水性材料を介在
させた電極群より構成した請求項１乃至４の何れかに記
載の積層密閉型酸化金属−水素蓄電池又は群電池システ
ム。
【請求項６】正極と負極との間にセパレータを介在し
た電極群を複数の電槽内に配置し、前記電極群に含有す
る電解液量以外に、前記複数の電槽内底部に電解液を貯
蔵し、電極群中のセパレータの一部が、この貯蔵電解液
に浸漬する構成とした請求項１乃至５の何れかに記載の
積層密閉型酸化金属−水素蓄電池又は群電池システム。
【請求項７】酸化金属を主体とする正極と、水素を電
気化学的に吸蔵・放出する水素吸蔵合金又はその水素化
物を主体とする負極と、アルカリ性電解液を備え、複数
の素電池乃至単電池から構成されると共に外装体の蓋部
分に安全弁を備えた積層密閉型酸化金属−水素蓄電池
（モジュール電池）を、複数モジュール直列結線して高
電圧となる様に構成した群電池システムの充電方法にお
いて、充電時の電池内温度と電池内圧力が異常に高くな
るモジュール電池が発生しない様に、前記群電池システ
ムの中で相互に接近している複数のモジュール電池の温
度を検知し、その中で最も高いモジュール電池の温度を
さらに温度検知器で検知し、前記温度検知器と連動し
て、その内最も高い温度が設定温度に達すると充電回路
を開いて充電を停止させるか又は充電電流を減少させ、
所定の充電容量に達するとタイマーで充電を停止させる
ことによって電池内圧力と電池内温度の上昇を抑制し、
群電池システム内での温度分布、圧力分布の差を縮少さ
せ、電池容量のそろった充電ができる様にしたことを特
徴とする群電池システムの充電方法。
【請求項８】積層密閉型酸化金属−水素蓄電池（モジ
ュール電池）を、複数モジュール直列結線して高電圧と
なる様に構成した群電池システムの充電方法において、
充電時の電池内温度と電池内圧力が異常に高くなるモジ
ュール電池が発生しない様に、前記群電池システムの中
で相互に接近している複数のモジュール電池の充電開始
時からの上昇温度幅を検知し、その中で最も上昇温度幅
の大きい電池の上昇温度幅をさらに温度検知器で検知
し、前記温度検知器と連動して、その内最も早く上昇温
度幅が大きくなり設定温度幅に達すると充電回路を開い
て充電を停止させるか又は充電電流を減少させ、所定の
充電完了時間に達するとタイマーで充電を停止させるこ
とを特徴とする群電池システムの充電方法。
【請求項９】積層密閉型酸化金属−水素蓄電池（モジ
ュール電池）を、複数モジュール直列結線して高電圧と
なる様に構成した群電池システムの充電方法において、
群電池システムの総充電電圧の他に、全体の群電池シス
テムを数グループの小さい電池群（数モジュール電池）
に分割し、その分割した電池群の充電電圧を各々独立し
て検知し、充電中に最も早く高くなった特定の電池群の
充電電圧を充電電圧検知器で検知して充電回路を開いて
充電を停止させるか又は充電電流を減少させ所定の充電
完了時間に達するとタイマーで充電を停止させることを
特徴とする群電池システムの充電方法。
【請求項１０】積層密閉型酸化金属−水素蓄電池（モ
ジュール電池）を、複数モジュール直列結線して高電圧
となる様に構成した群電池システムの充電方法におい
て、複数の温度検知器が装着してある群電池システムの
中で最も早く温度が上昇する時の温度を検知し、設定温
度に達するまでの時間と群電池システムの中で最も大き
い上昇温度幅を検知し、設定温度幅に達するまでの時
間、及び群電池システムを数モジュール電池毎の群電池
に分割し、その群電池の充電電圧を各々独立して検知
し、充電中に最も早く高くなった特定の電池群の充電電
圧を充電電圧検知器で検知し、設定電圧に達するまでの
時間の中で、これらの検知器の中で少なくとも一つが最
も早く設定値に達するとその検知器によって、充電回路
を開いて充電を停止させるか又は充電電流を減少させ、
充電完了の設定時間に達するとタイマーで充電を停止さ
せることを特徴とする群電池システムの充電方法。
【請求項１１】積層密閉型酸化金属−水素蓄電池（モ
ジュール電池）を、複数モジュール直列結線して高電圧
となる様に構成した群電池システムの充電方法におい
て、自然冷却或いは空気送風冷却によって充電と充電休
止を交互に、間欠的に充電を行ない電池内温度と電池内
圧力の異常上昇を抑制し、充電完了時間に達するとタイ
マーで充電を完全に中止させる様にしたことを特徴とす
る群電池システムの充電方法。
【請求項１２】積層密閉型酸化金属−水素蓄電池（モ
ジュール電池）を、複数モジュール直列結線して高電圧
となる様に構成した群電池システムの充電方法におい
て、群電池システム中の電池温度、電池の温度上昇幅、
分割された数モジュール電池からなる電池群の充電電圧
を各々検知し、各々の設定値に早く到達した少なくとも
一つの検知器でもって、充電回路を開いて充電を完全に
中止する様にしたことを特徴とする群電池システムの充
電方法。
【請求項１３】積層密閉型酸化金属−水素蓄電池（モ
ジュール電池）を、複数モジュール直列結線して高電圧
となる様に構成した群電池システムの充電方法におい
て、自然冷却或いは空気送風冷却によって、充電と充電
休止を交互に間欠的に充電を行なう充電中に、群電池シ
ステム中の電池温度、電池の温度上昇幅、分割された数
モジュール電池からなる電池群の充電電圧を各々検知
し、各々の設定値に早く到達した少なくとも一つの検知
器でもって、充電回路を開いて充電を完全に中止する様
にしたことを特徴とする群電池システムの充電方法。
【請求項１４】積層密閉型酸化金属−水素蓄電池（モ
ジュール電池）又は群電池システムを間欠的に充電する
方法であって、充電により上昇する電池温度の最大値を
設定し、この設定電池温度に達すると充電回路を開き、
充電を一時停止させ、充電停止による降下温度の最低値
を設定し、この設定電池温度に降下すると充電回路を復
帰し、充電を再開する操作を交互に少なくとも１回以上
行なわせ、充電が完了する設定時間でタイマーが動作
し、充電を完全に中止させる様にしたことを特徴とする
積層密閉型酸化金属−水素蓄電池又は群電池システムの
充電方法。
【請求項１５】前記充電により上昇する電池温度の最
大値を３０〜４５℃と設定し、前記充電停止による降下
温度の最低値を２０〜３５℃と設定したことを特徴とす
る請求項１４記載の積層密閉型酸化金属−水素蓄電池又
は群電池システムの充電方法。
【請求項１６】充電電流において充電率０．１〜０．
５Ｃとし電池容量の１２５％以上充電しない様にタイマ
ーで充電時間を設定したことを特徴とする請求項１乃至
１１及び１４乃至１５の何れかに記載の積層密閉型酸化
金属−水素蓄電池又は群電池システムの充電方法。
【請求項１７】モジュール電池或いは複数のモジュー
ル電池から構成される群電池システムにおけるモジュー
ル電池が個々に独立した単電池であって、積層方向の単
電池間に空間部を形成して、複数の単電池を積層状に組
合わせて集合電池（モジュール電池）に構成し、前記集
合電池の両端側面から金属製の補強兼用の固定具で絞め
付ける構成とし、前記空間部に温度検出器を装着し、充
電回路と接続したことを特徴とする請求項１乃至８及び
１０及び１２乃至１５の何れかに記載の積層密閉型酸化
金属−水素蓄電池又は群電池システム又はそれらの充電
方法。
【請求項１８】積層密閉型酸化金属−水素蓄電池（モ
ジュール電池）又は複数のモジュールからなる群電池シ
ステムにおいて、前記電池の放電が完了した後再び充電
操作に入る時、前記モジュール電池或いは群電池システ
ムの温度が、検知器で検知する時の温度として３５℃以
上の電池がある時には充電が入らず、その電池温度がお
よそ３０℃以下になってから或いはおよそ３０℃以下の
状態で充電が再開可能な充電制御機能を有し、高温度に
は充電が出来ない様な構成としたことを特徴とする請求
項１乃至８及び１０及び１２乃至１５の何れかに記載の
積層密閉型酸化金属−水素蓄電池又は群電池システムと
それらの充電方法。
【請求項１９】複数のモジュール電池から構成される
群電池システムにおいて、群電池システムに充電電流以
外の過電流が流れた場合、或いは群電池システム内・外
で漏洩電流が生じた場合、その異常電流や電圧を検知し
て充電操作を停止するような構成としたことを特徴とす
る請求項２乃至１８の何れかに記載の群電池システム又
はその充電方法。