DE112012000639T5 - lead-acid battery - Google Patents

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Kenji Izumi
Yoshifumi Kuma
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Abstract

Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eine Bleisäurebatterie bereitzustellen, in welcher ein mattenförmiger Separator mit verbesserter Beständigkeit eingesetzt wird, so dass eine Langzeitverwendung der Bleisäurebatterie auch bei einer graduellen Verringerung einer Batterieleistung realisiert werden kann, welche mit der Verwendung einer Bleisäurebatterie verbunden ist, und dass gute Gesamteigenschaften realisiert werden können. Die Bleisäurebatterie der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Behälter; eine Trennwand, welche den Behälter in eine Vielzahl von Zellkammern unterteilt; eine Vielzahl von Elektrodengruppen, die jeweils in einer entsprechenden der Zellkammern angeordnet sind und positive und negative Elektrodenplatten umfassen, die aufeinandergestapelt sind, wobei ein Separator dazwischen angeordnet ist; ein Elektrolyt, welcher in die Zellkammern injiziert ist und ein Deckel, umfassend ein Steuerventil und ausgebildet um eine Öffnung jeder Zellkammer zu verschließen. Der Separator wird aus einem Vliesstoff enthaltend Glasfasern, Polyesterfasern, Acrylfasern und anorganisches Pulver hergestellt. Wenn A + B + C + D = 100, wobei A einen Masseanteil der Glasfasern darstellt, B einen Masseanteil der Polyesterfasern darstellt, C einen Masseanteil der Acrylfasern darstellt und D einen Masseanteil des anorganischen Pulvers darstellt, erfüllt der Separator 0,2 ≤ D/(A + B + C + D) ≤ 0,4, B < C und 1,2 ≤ (B + C)/A ≤ 1,67.It is an object of the present disclosure to provide a lead-acid battery in which a mat-shaped separator having improved durability is used, so that long-term use of the lead acid battery can be realized even with a gradual reduction in battery performance associated with the use of a lead acid battery, and that good overall properties can be realized. The lead-acid battery of the present disclosure comprises a container; a partition partitioning the container into a plurality of cell chambers; a plurality of electrode groups each disposed in a corresponding one of the cell chambers and comprising positive and negative electrode plates stacked with a separator interposed therebetween; an electrolyte injected into the cell chambers and a lid including a control valve and configured to close an opening of each cell chamber. The separator is made of a nonwoven fabric containing glass fibers, polyester fibers, acrylic fibers and inorganic powder. When A + B + C + D = 100, wherein A represents a mass fraction of the glass fibers, B represents a mass fraction of the polyester fibers, C represents a mass fraction of the acrylic fibers and D represents a mass fraction of the inorganic powder, the separator satisfies 0.2 ≦ D / (A + B + C + D) ≦ 0.4, B <C and 1.2 ≦ (B + C) / A ≦ 1.67.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bleisäurebatterie.The present invention relates to a lead-acid battery.

Stand der TechnikState of the art

Durch die jüngste Popularisierung von umweltfreundlichen Kraftfahrzeugen, wurden auch Bleisäurebatterien, welche zum Anlassen von Kraftfahrzeugen verwendet wurden, z. B. für Zubehör (Motoren) von Hybridbatterien verwendet. Insbesondere ist eine Bleisäurebatterie für ein Zubehör in verschiedenen Bereichen eines Fahrzeuges befestigt. Es ist häufig der Fall, dass eine Bleisäurebatterie in einem anderen Bereich eines Fahrzeuges befestigt ist, als in einem Bereich unter der Motorhaube, und dass es schwierig ist die Wartung und Inspektion durchzuführen. Wenn die Bleisäurebatterie in einem Bereich eines Fahrzeuges befestigt ist, bei welchem es schwierig ist die Wartung und Inspektion durchzuführen, ist es zweckmäßig eine verschlossene bzw. versiegelte Bleisäurebatterie zu verwenden, bei welcher keine Wasserauffüllung notwendig ist. Daher wurden die versiegelten Bleisäurebatterien allgemein als „Bleisäurebatterien für Zubehör” verwendet.Due to the recent popularization of environmentally friendly motor vehicles, also lead acid batteries, which were used for starting motor vehicles, for. B. used for accessories (engines) of hybrid batteries. In particular, a lead-acid battery for an accessory is mounted in various areas of a vehicle. It is often the case that a lead acid battery is mounted in a different area of a vehicle than in an area under the hood, and that it is difficult to perform the maintenance and inspection. When the lead-acid battery is mounted in an area of a vehicle in which maintenance and inspection are difficult to perform, it is convenient to use a sealed lead-acid battery in which water replenishment is not necessary. Therefore, the sealed lead-acid batteries have been widely used as "lead-acid batteries for accessories".

Die Bleisäurebatterie für Zubehör ist wie folgt aufgebaut. Gitter, welche aus einer Bleilegierung hergestellt sind, sind jeweils mit einem aktiven Material gefüllt, welches Blei enthält, wodurch positive und negative Elektroden gebildet werden. Die positiven und negativen Elektroden werden nacheinander abwechselnd aufeinander gestapelt, wobei ein mattenförmiger Separator zwischen benachbarten positiven und negativen Elektroden angeordnet ist, wodurch eine Elektrodengruppe gebildet wird. Die Elektrodengruppen werden in einem Behälter aufgenommen, welcher eine Vielzahl von Zellkammern enthält. Nachdem der Behälter, d. h. dessen oberer Bereich, durch einen Deckel in einem Zustand verschlossen wird, in dem die Elektrodengruppen in den benachbarten Zellkammern miteinander in Reihe verbunden sind, werden die mattenförmigen Separatoren mit dem in den Behälter eingeführten Elektrolyt getränkt. Der vorangehende Aufbau der Bleisäurebatterie für Zubehör erlaubt, dass während der Ladung erzeugter Sauerstoff mit der negativen Elektrode oder mit Schwefelsäure, welche als Elektrolyt dient, reagiert und dadurch Sauerstoff reduziert. Daher kann die Reduktion des Elektrolyts so weit wie möglich unterdrückt werden. Dadurch kann die versiegelte Bleisäurebatterie realisiert werden. Der mattenförmige Separator ist ein Separator, welcher z. B. aus einem Vliesstoff gebildet ist und mit einer Dicke, die verringert wird, wenn Druck in einer Dickenrichtung des Separators angelegt wird.The lead-acid battery for accessories is structured as follows. Lattices made of a lead alloy are each filled with an active material containing lead, thereby forming positive and negative electrodes. The positive and negative electrodes are sequentially alternately stacked with a mat-shaped separator disposed between adjacent positive and negative electrodes, thereby forming an electrode group. The electrode groups are accommodated in a container containing a plurality of cell chambers. After the container, d. H. whose upper portion is closed by a lid in a state in which the electrode groups in the adjacent cell chambers are connected in series with each other, the mat-shaped separators are soaked with the electrolyte introduced into the container. The foregoing construction of the lead-acid battery for accessories allows oxygen generated during charging to react with the negative electrode or with sulfuric acid serving as the electrolyte, thereby reducing oxygen. Therefore, the reduction of the electrolyte can be suppressed as much as possible. As a result, the sealed lead-acid battery can be realized. The mat-shaped separator is a separator, which z. B. is formed of a nonwoven fabric and having a thickness which is reduced when pressure is applied in a thickness direction of the separator.

Das Patentdokument 1 offenbart im Zusammenhang mit einer typischen versiegelten Bleisäurebatterie, einen Separator, welcher eine Entladungsleistung (d. h. Dauer bei einer Hochstromentladung) bei einer niedrigen Temperatur verbessert, und welche internen Kurzschluss, aufgrund des Durchdringens eines Separators mit einem feinen aktiven positiven Elektrodenmaterial und Führen desselben zu einer Gegenelektrode (negative Elektrode), reduziert oder verhindert, um die Lebensdauer der Bleisäurebatterie zu verlängern. Der in dem Patentdokument 1 offenbarte Separator ist ein mattenförmiger Separator, welcher so ausgebildet ist, dass er eine maximale Porengröße von 30–60 μm aufweist, auf solch eine Weise, dass ein Pulver eines Siliziumoxids mit einer Partikelgröße von 1 μm oder weniger und Diatomeenerde mit einer Partikelgröße von 3–5 μm, insgesamt ungefähr 15%, zu einer Mischung aus ungefähr 40% Polyesterharzfasern mit jeweils einem Durchmesser von 2–8 μm, ungefähr 40% Glasfasern mit jeweils einem Durchmesser von 2–8 μm und ungefähr 5% Acrylfasern zugegeben werden, um die Polyesterharzfasern und die Glasfasern miteinander zu verbinden.Patent Document 1, in the context of a typical sealed lead-acid battery, discloses a separator which improves discharge performance (ie, high current discharge duration) at a low temperature and which internal short circuit due to penetrating a separator with a fine active positive electrode material and guiding it to a counter electrode (negative electrode), reduced or prevented, to extend the life of the lead-acid battery. The separator disclosed in Patent Document 1 is a mat-shaped separator formed to have a maximum pore size of 30-60 μm in such a manner that a powder of a silica having a particle size of 1 μm or less and diatomaceous earth having a particle size of 3-5 microns, a total of about 15%, added to a mixture of about 40% polyester resin fibers each having a diameter of 2-8 microns, about 40% glass fibers each having a diameter of 2-8 microns and about 5% acrylic fibers be used to connect the polyester resin fibers and the glass fibers together.

Liste der EntgegenhaltungenList of citations

PatentdokumentPatent document

  • Patentdokument 1: Japanische Patentveröffentlichung Nr. S62-066566 Patent Document 1: Japanese Patent Publication No. S62-066566

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Technisches ProblemTechnical problem

In dem Fall, dass der in dem Patentdokument 1 offenbarte Separator für die Bleisäurebatterie für Zubehör verwendet wurde, fand man das folgende. Obwohl die zuvor genannten Vorteile realisiert werden konnten, ist die Bleisäurebatterie während einer Langzeitverwendung des Separators plötzlich unbrauchbar, aufgrund eines anderen Zerstörungszustandes (d. h. Kurzschluss bewirkt durch die Durchdringung eines ausgedehnten positiven Elektrodengitters durch den Separator). Wenn des Weiteren der Separator in eine beutelartige Gestalt geformt wird, um die Lebensdauer der Batterie zu erhöhen, wird die Verarbeitbarkeit aufgrund der Beutelgestalt des Separators verringert.In the case where the lead acid battery separator disclosed in Patent Document 1 was used, the following was found. Although the aforementioned advantages could be realized, the lead-acid battery is suddenly unusable during a long-term use of the separator, due to another state of destruction (ie short circuit caused by the penetration of an extended positive electrode grid through the separator). Further, when the separator is formed into a bag-like shape to increase the life of the battery, the workability is lowered due to the bag shape of the separator.

Die vorliegende Offenbarung wurde gemacht, um die vorgenannten Nachteile zu überwinden, und es ist ein Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eine Bleisäurebatterie bereitzustellen, in welcher ein mattenförmiger Separator mit verbesserter Beständigkeit eingesetzt wird, so dass die Langzeitverwendung der Bleisäurebatterie realisiert werden kann, auch bei einer graduellen Verringerung der Batterieleistung, welche die Verwendung der Bleisäurebatterie begleitet, und dass gute Gesamteigenschaften erzielt werden können.The present disclosure has been made to overcome the foregoing drawbacks, and it is an object of the present disclosure to provide a lead-acid battery in which a mat-shaped separator having improved durability is used, so that the long-term use of the lead-acid battery can be realized even with a gradual one Reduction of battery performance, which accompanies the use of the lead acid battery, and that good overall performance can be achieved.

Lösung des Problemsthe solution of the problem

Um das vorgenannte Problem zu lösen, umfasst eine Bleisäurebatterie der vorliegenden Offenbarung einen Behälter; eine Trennwand, welche den Behälter in eine Vielzahl von Zellkammern unterteilt; eine Vielzahl von Elektrodengruppen, die jeweils in einer entsprechenden der Zellkammern angeordnet sind und positive und negative Elektrodenplatten umfassen, die aufeinandergestapelt sind, wobei ein Separator dazwischen angeordnet ist; ein Elektrolyt, welcher in die Zellkammern injiziert ist und ein Deckel, umfassend ein Steuerventil und ausgebildet, um eine Öffnung jeder Zellkammer zu verschließen. Der Separator wird aus einem Vliesstoff enthaltend Glasfasern, Polyesterfasern, Acrylfasern und anorganisches Pulver hergestellt. Wenn A + B + C + D = 100, wobei A einen Masseanteil der Glasfasern darstellt, B einen Masseanteil der Polyesterfasern darstellt, C einen Masseanteil der Acrylfasern darstellt und D einen Masseanteil des anorganischen Pulvers darstellt, erfüllt der Separator 0,2 ≤ D/(A + B + C + D) ≤ 0,4, B < C und 1,25 ≤ (B + C)/A ≤ 1,67.In order to solve the above problem, a lead-acid battery of the present disclosure comprises a container; a partition partitioning the container into a plurality of cell chambers; a plurality of electrode groups each disposed in a corresponding one of the cell chambers and comprising positive and negative electrode plates stacked with a separator interposed therebetween; an electrolyte injected into the cell chambers and a lid comprising a control valve and configured to close an opening of each cell chamber. The separator is made of a nonwoven fabric containing glass fibers, polyester fibers, acrylic fibers and inorganic powder. When A + B + C + D = 100, wherein A represents a mass fraction of the glass fibers, B represents a mass fraction of the polyester fibers, C represents a mass fraction of the acrylic fibers and D represents a mass fraction of the inorganic powder, the separator satisfies 0.2 ≦ D / (A + B + C + D) ≦ 0.4, B <C and 1.25 ≦ (B + C) / A ≦ 1.67.

Wenn die Bleisäurebatterie so aufgebaut ist, dass der Deckel an der äußersten Seite angeordnet ist, kann eine Flüssigkeitsoberfläche höher als ein oberes Ende jeder Elektrodengruppe angeordnet sein.When the lead-acid battery is constructed so that the lid is located at the outermost side, a liquid surface may be located higher than an upper end of each electrode group.

Das anorganische Pulver enthält vorzugsweise Siliziumdioxid.The inorganic powder preferably contains silica.

Ein aktives Material der positiven Elektrodenplatte enthält vorzugsweise Bleimennige mit 5 Masse-% oder mehr und weniger als 10 Masse-%.An active material of the positive electrode plate preferably contains red lead of 5 mass% or more and less than 10 mass%.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Da der Aufbau des Separators wie oben beschrieben optimiert ist, können Bleisäurebatterien, hauptsächlich Bleisäurebatterien für Zubehör, welche für lange Zeiträume verwendbar sind und gute Gesamteigenschaften aufweisen, realisiert werden.Since the structure of the separator is optimized as described above, lead-acid batteries, mainly lead-acid batteries for accessories, which are usable for long periods and have good overall properties, can be realized.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine perspektivische Ansicht, welche eine Bleisäurebatterie der vorliegenden Offenbarung darstellt. 1 FIG. 12 is a perspective view illustrating a lead-acid battery of the present disclosure. FIG.

2 zeigt eine vergrößerte schematische Ansicht, welche einen Aufbau des Separators darstellt. 2 shows an enlarged schematic view illustrating a structure of the separator.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Bevor eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben wird, werden Details die zu der vorliegenden Offenbarung führen, nachfolgend beschrieben.Before describing an embodiment of the present disclosure, details relating to the present disclosure will be described below.

Für eine typische Bleisäurebatterie zum Anlassen von Kraftfahrzeugen, sind die folgenden Phänomene die Hauptfaktoren, die eine Lebensdauer der Batterie verkürzen: ein Phänomen, bei welchem sich ein aktives Material ausdehnt und von einer positiven Elektrode fällt, wodurch ein Reaktant verringert würde; und ein Phänomen, bei welchem ein positives Elektrodengitter korrodiert. Die Bleisäurebatterie zum Anlassen des Kraftfahrzeuges wird in einem Bereich des Fahrzeuges befestigt, in dem der Austausch der Bleisäurebatterie einfach durchgeführt werden kann. Des Weiteren wird eine Anlass-Leistung graduell verringert, wenn sich das vorgenannte Phänomen fortsetzt, was zu einem Erschöpfen der Batterie führt. Daher kann ein Verwender einen Zeitpunkt des Austausches der Bleisäurebatterie aus einer Verringerung der Anlass-Leistung vorhersagen und kann die Bleisäurebatterie einfach ersetzten, aufgrund des Vorteils, dass die Batterie in einem Ort angeordnet ist, indem der Austausch der Bleisäurebatterie einfach durchgeführt wird. Daher wird die Verschlechterung bzw. Zerstörung der Bleisäurebatterie aufgrund der vorangehenden zwei Probleme nicht als ein Hauptproblem betrachtet.For a typical lead-acid battery for starting automobiles, the following phenomena are the major factors that shorten a life of the battery: a phenomenon in which an active material expands and falls from a positive electrode, thereby reducing a reactant; and a phenomenon in which a positive electrode grid corrodes. The lead acid battery for starting the motor vehicle is mounted in an area of the vehicle in which the replacement of the lead acid battery can be easily performed. Further, cranking performance is gradually reduced as the aforementioned phenomenon continues, resulting in battery depletion. Therefore, a user can predict a timing of the replacement of the lead-acid battery from a reduction in the cranking performance, and can easily replace the lead-acid battery because of the advantage that the battery is located in a place by simply performing the replacement of the lead-acid battery. Therefore, the deterioration or destruction of the lead-acid battery due to the foregoing two problems is not considered a major problem.

Da eine Bleisäurebatterie für ein Zubehör, anders als die Bleisäurebatterie zum Anlassen, in einem Bereich des Fahrzeuges befestigt ist, in dem es schwierig ist die Wartung durchzuführen, ist eine Langzeitverwendung (d. h. eine Lebensdauer von drei oder mehr Jahren vor dem Austausch bei einer Sicherheitsinspektion) der Bleisäurebatterie notwendig, zusätzlich dazu, dass kein Wasser nachgefüllt werden muss. Aus diesem Grund wird eine Ausgestaltung zur Verlängerung der Batterielebensdauer eingesetzt, wie eine Ausgestaltung, bei welcher die Menge an, als positives aktives Elektrodenmaterial verwendeten, rotem Blei im Vergleich mit einer typischen Bleisäurebatterie zum Anlassen eines Kraftfahrzeuges verringert ist.Since a lead-acid battery for an accessory, unlike the lead-acid battery for starting, is fixed in an area of the vehicle in which maintenance is difficult, it is a long-term use (ie, a life of three or more years before replacement at a safety inspection). the lead acid battery necessary, in addition to the fact that no water needs to be refilled. For this reason, an embodiment for extending the battery life is employed, such as a configuration in which the amount of red lead used as the positive active electrode material is reduced as compared with a typical lead-acid battery for starting a motor vehicle.

Die vorliegenden Erfinder haben herausgefunden, dass, wenn die Bleisäurebatterie für Zubehör über einen langen Zeitraum (z. B. drei Jahre) ohne Wartung, wie oben beschrieben, verwendet wird, ein Phänomen auftritt, das zu einem Zustand führt, in welchem die Bleisäurebatterie plötzlich unbrauchbar ist, unabhängig von der Verschlechterung einer Anlass-Leistung der Bleisäurebatterie. Als ein Ergebnis der Untersuchung der zerlegten Bleisäurebatterie nach Gründen des vorgenannten Phänomens, hat man herausgefunden, dass sich das positive Elektrodengitter selbst ausdehnt und einen Separator durchdringt und daher Kurzschlüsse auftreten. Des Weiteren hat man herausgefunden, dass der in dem Patentdokument 1 offenbarte Separator verwendet werden kann, um das erstere Phänomen (ein Einfluss des feinen aktiven Materials) zu verringern, jedoch nicht verwendet werden kann, um das letztere Phänomen (einen Einfluss des ausgedehnten positiven Elektrodengitters) zu verringern.The present inventors have found that when the lead-acid battery for accessories is used for a long period of time (eg, three years) without maintenance as described above, a phenomenon occurs that results in a state in which the lead-acid battery suddenly becomes is unusable, regardless of the deterioration of a performance of lead acid battery. As a result of investigation of the decomposed lead-acid battery based on the above-mentioned phenomenon, it has been found that the positive electrode grid itself expands and penetrates a separator and hence shorts occur. Furthermore, it has been found that the separator disclosed in Patent Document 1 can be used to reduce the former phenomenon (an influence of the fine active material), but can not be used for the latter phenomenon (an influence of the extended positive electrode grid ) to reduce.

Das Phänomen, bei welchem das feine aktive Elektrodenmaterial den Separator durchdringt, um Kurzschlüsse zu bewirken, war bereits bekannt, und der in dem Patentdokument 1 offenbarte Separator kann verwendet werden, um solch ein Phänomen zu reduzieren. Das neuaufgefundene Phänomen, bei welchem das positive Elektrodengitter selbst den Separator durchdringt, kann jedoch durch den in dem Patentdokument 1 offenbarten Separator nicht verringert oder verhindert werden.The phenomenon in which the fine active electrode material penetrates the separator to cause short circuits has already been known, and the separator disclosed in Patent Document 1 can be used to reduce such a phenomenon. However, the newly-discovered phenomenon in which the positive electrode grid itself penetrates the separator can not be reduced or prevented by the separator disclosed in Patent Document 1.

Die vorliegenden Erfinder haben als ein Ergebnis intensiver Untersuchungen der vorgenannten Tatsachen herausgefunden, dass die Optimierung einer Ausgestaltung eines mattenförmigen Separators das Problem (d. h. Kurzschluss, bewirkt durch den Einfluss des ausgedehnten positiven Elektrodengitters) überwindet, welches nicht vollständig durch die in Patentdokument 1 offenbarte Verfahren überwunden wird. Es sollte festgehalten werden, dass der mattenförmige Separator ein Separator ist, gebildet z. B. aus einem Vliesstoff mit einem Volumen, welches sich bei Druck reduziert. Die vier Punkte zur Überwindung des Problems sind wie folgt.The present inventors have found, as a result of intensive researches of the above facts, that optimizing an embodiment of a mat-shaped separator overcomes the problem (ie, short circuit caused by the influence of the extended positive electrode grid) which is not completely overcome by the method disclosed in Patent Document 1 becomes. It should be noted that the mat-shaped separator is a separator formed e.g. B. from a nonwoven fabric with a volume which reduces when pressure. The four points to overcome the problem are as follows.

Ein erster Punkt ist, dass der mattenförmige Separator Glasfaser, Polyesterfasern, Acrylfasern und anorganisches Pulver enthält. Solch eine Ausgestaltung ist die gleiche, die in dem Patentdokument 1 offenbart ist. Die Acrylfasern dienen als Bindemittel, um die Glasfasern und die Polyesterfasern miteinander zu verbinden.A first point is that the mat-shaped separator contains glass fiber, polyester fibers, acrylic fibers and inorganic powder. Such a configuration is the same as disclosed in Patent Document 1. The acrylic fibers serve as a binder to bond the glass fibers and the polyester fibers together.

Ein zweiter Punkt ist, dass der Separator 0,2 ≤ D/(A + B + C + D) ≤ 0,4 erfüllt, wobei „A” den Masseanteil der Glasfasern darstellt, „B” den Masseanteil der Polyesterfasern darstellt, „C” den Masseanteil der Acrylfasern darstellt und „D” den Masseanteil des anorganischen Pulvers darstellt. Auf solch eine Weise, dass das Mischungsverhältnis des anorganischen Pulvers zu jeder Art der Fasern ist größer ist als in dem Patentdokument 1 offenbart, kann das ausgedehnte positive Elektrodengitter daran gehindert werden, einfach den Separator zu durchdringen.A second point is that the separator satisfies 0.2 ≤ D / (A + B + C + D) ≤ 0.4, where "A" represents the mass fraction of the glass fibers, "B" represents the mass fraction of the polyester fibers, "C "Represents the mass fraction of the acrylic fibers and" D "represents the mass fraction of the inorganic powder. In such a manner that the mixing ratio of the inorganic powder to each kind of the fibers is larger than disclosed in the Patent Document 1, the extended positive electrode grid can be prevented from easily penetrating the separator.

Ein dritter Punkt ist, dass der Separator B < C erfüllt. Der mattenförmige Separator wird in eine Beutelform (durch z. B. Thermokompressionsbonden) gearbeitet, um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern. Da der Separator, welcher nur die Glasfasern enthält, eine geringe mechanische Festigkeit aufweist, ist die Verarbeitbarkeit desselben gering. Daher werden organische Fasern, wie die Polyesterfasern, zugemischt. Das Folgende wurde jedoch in dem Fall herausgefunden, dass im Wesentlichen nur die Polyesterfasern als die organischen Fasern enthalten sind, wie in dem Patentdokument 1. Der Separator wird aufgrund einer Langzeitverwendung verschlechtert, was zu einem körperlichen Zusammenbruch führt. Dann wird das anorganische Pulver, welches im Innern der Fasern gehalten wird, fallen gelassen und die Bindungskraft unter den Fasern wird reduziert. Als ein Ergebnis wird die mechanische Festigkeit deutliche verringert und die positive Elektrodenplatte durchdringt den Separator. Dies führt zu einem inneren Kurzschluss. Obwohl eine geringe Menge an Acrylfasern in dem Patentdokument 1 nur zu dem Zweck einer Faserbindungsfunktion zugegeben wird, wird aus solch einem Grund die Menge der Acrylfasern in der vorliegenden Offenbarung deutlich erhöht, um die Kraft zum Halten des anorganischen Pulvers deutlich zu erhöhen. Daher kann die Elektrolytbenetzbarkeit in solch einer Weise verbessert werden, dass die Porengröße des Separators erhöht wird und die Bindungskraft unter den Fasern über einen langen Zeitraum verstärkt werden kann. Daher kann das ausgedehnte positive Elektrodengitter daran gehindert werden, den Separator leicht zu durchdringen.A third point is that the separator satisfies B <C. The mat-shaped separator is worked into a bag form (by, for example, thermocompression bonding) to extend the life of the battery. Since the separator containing only the glass fibers has low mechanical strength, the processability thereof is low. Therefore, organic fibers such as the polyester fibers are blended. However, the following has been found in the case that substantially only the polyester fibers are contained as the organic fibers as in Patent Document 1. The separator is deteriorated due to a long-term use, resulting in a physical breakdown. Then, the inorganic powder held inside the fibers is dropped and the bonding force among the fibers is reduced. As a result, the mechanical strength is significantly reduced and the positive electrode plate penetrates the separator. This leads to an internal short circuit. Although a small amount of acrylic fibers are added in Patent Document 1 only for the purpose of a fiber bonding function, for such a reason, the amount of acrylic fibers in the present disclosure is remarkably increased to remarkably increase the force for holding the inorganic powder. Therefore, the electrolyte wettability in can be improved in such a way that the pore size of the separator is increased and the bonding force among the fibers can be increased over a long period of time. Therefore, the extended positive electrode grid can be prevented from easily penetrating the separator.

Ein vierter Punkt ist, dass der Separator 1,2 ≤ (B + C)/A ≤ 1,67 erfüllt. Die vorliegenden Erfinder haben folgendes gefunden und solch eine Feststellung vorteilhaft verwendet. Die Glasfasern und die organischen Fasern werden nicht in gleichen Anteilen, wie in dem Patentdokument 1 verwendet, sondern der Anteil der organischen Fasern ist größer als der der Glasfasern. Daher kann aufgrund einer synergistischen Wirkung der drei Faserarten die Kraft um das anorganische Pulver zu halten, verbessert werden und eine Porenstruktur kann optimiert werden.A fourth point is that the separator satisfies 1.2 ≤ (B + C) / A ≤ 1.67. The present inventors found the following and used such a finding favorably. The glass fibers and the organic fibers are not used in equal proportions as in Patent Document 1, but the proportion of the organic fibers is larger than that of the glass fibers. Therefore, due to a synergistic effect of the three types of fibers, the power to hold the inorganic powder can be improved, and a pore structure can be optimized.

Die Verwendung eines mattenförmigen Separators, welcher so ausgebildet ist, dass er die vorgenannten vier Punkte und A + B + C + D = 100 erfüllt, realisiert eine Bleisäurebatterie für ein Zubehör, welche über einen langen Zeitraum unter Beibehaltung aller Eigenschaften der Batterie beständig ist (d. h. einem Verwender entsteht kein Nachteil dadurch, dass sie plötzlich unbrauchbar ist).The use of a mat-shaped separator configured to satisfy the above four points and A + B + C + D = 100 realizes a lead-acid battery for an accessory which is durable over a long period while retaining all the characteristics of the battery ( ie a user is not disadvantaged by being suddenly unusable).

Der vorgenannte Separator wird vorzugsweise für eine versiegelte Bleisäurebatterie verwendet, mit der Ausgestaltung, die eine Langzeitverwendung erlaubt (d. h. die Ausgestaltung, bei welcher die Menge der Ausdehnung eines positiven Elektrodengitters durch die Verlängerung der Verwendungsdauere erhöht wird), wie die Ausgestaltung, bei welcher eine Flüssigkeitsoberfläche eines Elektrolyts höher angeordnet ist, als ein oberes Ende einer Elektrodengruppe (d. h. im Vergleich mit einer typischen versiegelten Bleisäurebatterie wird mehr Elektrolyt verwendet) oder die Ausgestaltung, bei welcher die Menge des roten Bleis, welches als ein aktives Material für eine positive Elektrode dient, in einen Bereich von 5–10 Masse-% fällt. In solch einem Fall, wird die Leistung der Bleisäurebatterie nicht blockiert.The aforesaid separator is preferably used for a sealed lead-acid battery having the configuration permitting long-term use (ie, the configuration in which the amount of expansion of a positive electrode grid is increased by the extension of the period of use), such as the configuration in which a liquid surface of an electrolyte is disposed higher than an upper end of an electrode group (ie, more electrolyte is used in comparison with a typical sealed lead-acid battery) or the configuration in which the amount of the red lead serving as a positive electrode active material is a range of 5-10 mass% falls. In such a case, the performance of the lead acid battery is not blocked.

Siliziumdioxid wird vorzugsweise als das anorganische Pulver verwendet, da die Wasseraufnahmefähigkeit des Separators durch die Wasserabsorptionsfähigkeit des Siliziumdioxids gesteigert wird. Da die Diatomeenerde eine ähnliche Funktion wie das Siliziumdioxid aufweist, kann Diatomeenerde als das anorganische Pulver verwendet werden.Silica is preferably used as the inorganic powder because the water absorbency of the separator is increased by the water absorption ability of the silica. Since the diatomaceous earth has a function similar to the silica, diatomaceous earth can be used as the inorganic powder.

(Erste Ausführungsform)First Embodiment

Eine Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.An embodiment will be described with reference to the drawings.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht, welche eine Bleisäurebatterie der vorliegenden Ausführungsform darstellt. 2 zeigt eine vergrößerte schematische Ansicht eines Teils des Separators. 1 FIG. 10 is a perspective view showing a lead-acid battery of the present embodiment. FIG. 2 shows an enlarged schematic view of a part of the separator.

Positive Elektroden 1a und negative Elektroden 1b liegen einander gegenüber, wobei ein mattenförmiger Separator 1c zwischen benachbarten der positiven Elektroden 1a und der negativen Elektroden 1b angeordnet ist, wodurch eine Elektrodengruppe 1 gebildet wird. Die Elektrodengruppe 1 wird zusammen mit einem Elektrolyt (in der Figur nicht dargestellt) in jeder einer Vielzahl von Zellenkammern 2b eines Behälters aufgenommen, die durch Teilen des Behälters durch Trennwände 2a gebildet werden. Anschließend wird eine Öffnung des Behälters 2 von einem Deckel 3 enthaltend ein Steuerventil 3a geschlossen. Auf die vorgenannte Art wird eine Bleisäurebatterie gebildet. Es sollte festgehalten werden, dass die positive Elektrode 1a gebildet wird, indem ein positives Elektrodengitter mit einem positiven aktiven Elektrodenmaterial gefüllt wird und die negative Elektrode 1b gebildet wird, indem ein negatives Elektrodengitter mit einem negativen aktiven Elektrodenmaterial gefüllt wird.Positive electrodes 1a and negative electrodes 1b lie opposite each other, wherein a mat-shaped separator 1c between adjacent ones of the positive electrodes 1a and the negative electrodes 1b is arranged, whereby an electrode group 1 is formed. The electrode group 1 is combined with an electrolyte (not shown in the figure) in each of a plurality of cell chambers 2 B a container received by dividing the container by partitions 2a be formed. Subsequently, an opening of the container 2 from a lid 3 containing a control valve 3a closed. In the aforementioned manner, a lead-acid battery is formed. It should be noted that the positive electrode 1a is formed by filling a positive electrode grid with a positive electrode active material and the negative electrode 1b is formed by a negative electrode grid is filled with a negative electrode active material.

Der Separator 1c enthält als Bestandteile Glasfasern 4a, Polyesterfasern 4b, Acrylfasern 4c und anorganisches Pulver 4d. Wenn A + B + C + D = 100 ist, wobei „A” den Masseanteil der Glasfasern 4a darstellt, „B” den Masseanteil der Polyesterfasern 4b darstellt, „C” den Masseanteil der Acrylfasern 4c darstellt und „D” den Masseanteil des anorganischen Pulvers 4d darstellt, wird das folgende erfüllt: 0,2 ≤ D/(A + B + C + D) ≤ 0,4, B < C und 1,0 ≤ (B + C)/A ≤ 1,67. Die Polyesterfasern und die Acrylfasern bestehen aus Materialien deren Qualität nicht verändert wird, auch wenn Strom angelegt wird, wenn die Fasern mit Schwefelsäure getränkt sind. Insbesondere umfassen Beispiele der Polyesterfasern Polyethylenterephtalat(PET)-Fasern und Beispiele der Acrylfasern umfassen Polyacylonitrilfasern.The separator 1c contains as components glass fibers 4a , Polyester fibers 4b , Acrylic fibers 4c and inorganic powder 4d , When A + B + C + D = 100, where "A" is the mass fraction of the glass fibers 4a represents, "B" the mass fraction of the polyester fibers 4b represents, "C" the mass fraction of acrylic fibers 4c and "D" represents the mass fraction of the inorganic powder 4d is satisfied, the following is satisfied: 0.2 ≦ D / (A + B + C + D) ≦ 0.4, B <C and 1.0 ≦ (B + C) / A ≦ 1.67. The polyester fibers and the acrylic fibers are made of materials whose quality is not changed even when power is applied when the fibers are impregnated with sulfuric acid. In particular, examples of the polyester fibers include polyethylene terephthalate (PET) fibers, and examples of the acrylic fibers include polyacrylonitrile fibers.

Zusätzlich zu dem Merkmal, dass die Glasfasern 4a, die Polyesterfasern 4b, die Acrylfasern 4c und das anorganische Pulver 4c den Separator 1c bilden, werden die drei folgenden Merkmale in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.In addition to the feature that the glass fibers 4a , the polyester fibers 4b , the acrylic fibers 4c and the inorganic powder 4c the separator 1c The following three features will be described in the present embodiment.

Zunächst wird das folgende erfüllt 0,2 ≤ D/(A + B + C + D) ≤ 0,4, wobei „A” den Masseanteil der Glasfasern 4a darstellt, „B” den Masseanteil der Polyesterfasern 4b darstellt, „C” den Masseanteil der Acrylfasern 4c darstellt und „D” den Masseanteil des anorganischen Pulvers 4d darstellt. First, the following satisfies 0.2 ≦ D / (A + B + C + D) ≦ 0.4, where "A" is the mass fraction of the glass fibers 4a represents, "B" the mass fraction of the polyester fibers 4b represents, "C" the mass fraction of acrylic fibers 4c and "D" represents the mass fraction of the inorganic powder 4d represents.

Das positive Elektrodengitter wird aufgrund einer Langzeitverwendung der Bleisäurebatterie ausgedehnt. Die vorliegenden Erfinder haben herausgefunden, dass, auch wenn der Separator 1c so ausgestaltet ist, dass er stabil ist wie in dem Patentdokument 1, das ausgedehnte positive Elektrodengitter einfach den Separator 1c durchdringt. Die vorliegenden Erfinder haben auch herausgefunden, dass das Mischverhältnis des anorganischen Pulvers 4d zu jeder Faserart erhöht wird, im Vergleich mit der Beschreibung des Patentdokuments 1, wodurch die Durchdringung des positiven Elektrodengitters verhindert oder reduziert wird. Wenn D/(A + B + C + D) weniger als 0,2 beträgt, durchdringt das positive Elektrodengitter den Separator 1c aufgrund der Langzeitverwendung der Bleisäurebatterie. Wenn im Gegensatz dazu D/(A + B + C + D) 0,4 überschreitet, wird die mechanische Festigkeit des Separators 1c aufgrund des Überschusses des anorganischen Pulvers 4d deutlich reduziert.The positive electrode grid is extended due to long-term use of the lead-acid battery. The present inventors have found that, even if the separator 1c is designed to be stable as in Patent Document 1, the extended positive electrode grid is simply the separator 1c penetrates. The present inventors also found that the mixing ratio of the inorganic powder 4d is increased to each type of fiber, in comparison with the description of Patent Document 1, whereby the penetration of the positive electrode grid is prevented or reduced. When D / (A + B + C + D) is less than 0.2, the positive electrode grid penetrates the separator 1c due to the long-term use of the lead-acid battery. On the contrary, when D / (A + B + C + D) exceeds 0.4, the mechanical strength of the separator becomes 1c due to the excess of the inorganic powder 4d significantly reduced.

Als nächstes ist der Masseanteil C der Acrylfasern 4c größer als der Masseanteil B der Polyesterfasern 4b (B < C). Um die Lebensdauer der Batterie zu erhöhen, wird der mattenförmige Separator in einer Beutelform gebildet (durch z. B. Thermokompressionsbonden), um das von der Elektrodenplatte gefallene aktive Material aufzunehmen. Da der Separator, welcher nur die Gasfasern 4a enthält, eine geringe mechanische Festigkeit und geringe Verarbeitbarkeit aufweist, werden die Glasfasern 4a mit organischen Fasern, wie Polyesterfasern 4b vermischt, wenn der Separator in eine Beutelform gearbeitet wird. Wenn die Polyesterfasern 4b, wie in dem Patentdokument 1, den Hauptanteil der organischen Fasern bilden, welche vermischt werden, entstehen zwei Nachteile aufgrund einer Langzeitverwendung. Der erste Nachteil ist, dass die Qualität der Polyesterfaser 4b selbst verändert wird und das anorganische Pulver 4d, welches im Inneren der Polyesterfaser 4b gehalten wird, wird in Verbindung mit dieser Veränderung herausfallen. Dann wird die Porengröße des Separators 1c erhöht, was zu einem körperlichen Zusammenbruch führt. Der zweite Nachteil ist, dass die Bindungskraft unter den Glasfasern 4a und den organischen Fasern (Polyesterfasern 4b) reduziert wird. Als ein Ergebnis durchdringt das ausgedehnte positive Elektrodengitter den Separator 1c, welcher eine extrem geringe mechanische Festigkeit aufweist, wodurch ein interner Kurzschluss bewirkt wird.Next is the mass fraction C of the acrylic fibers 4c greater than the mass fraction B of the polyester fibers 4b (B <C). To increase the life of the battery, the mat-shaped separator is formed in a bag shape (by, for example, thermocompression bonding) to receive the active material fallen from the electrode plate. As the separator, which only the gas fibers 4a contains, has low mechanical strength and low processability, the glass fibers 4a with organic fibers, such as polyester fibers 4b mixed when the separator is worked into a bag shape. If the polyester fibers 4b As in Patent Document 1, the majority of organic fibers which are mixed are mixed, there are two disadvantages due to long-term use. The first downside is that the quality of the polyester fiber 4b itself is changed and the inorganic powder 4d which is inside the polyester fiber 4b held, will fall out in connection with this change. Then the pore size of the separator 1c increases, resulting in a physical breakdown. The second drawback is that the binding force under the glass fibers 4a and the organic fibers (polyester fibers 4b ) is reduced. As a result, the extended positive electrode grid penetrates the separator 1c which has an extremely low mechanical strength, thereby causing an internal short circuit.

Obwohl nur eine geringe Menge an Acrylfasern in dem Patentdokument 1 hinzugegeben wird, wird die Menge der Acrylfasern 4c in der vorliegenden Ausführungsform deutlich erhöht und dadurch wird die Menge der Fusionsbindemittel deutlich erhöht. Daher wird die Kraft, um das anorganische Pulver 4d zu halten, deutlich erhöht. Folglich kann die Benetzbarkeit des Elektrolyts durch die größere Porengröße des Separators 1c verbessert werden und eine Bindungskraft unter den Fasern kann über einen langen Zeitraum gestärkt werden. Als ein Ergebnis durchdringt das Elektrodengitter den Separator 1c nicht leicht. Da des Weiteren der Anteil der Acrylfasern deutlich erhöht wird, wird der Separator 1c an einem Dichtungsteil dessen auf eine glatte Weise geschmolzen, wenn der Separator 1c durch Thermokompressionsbonden in eine Beutelform gearbeitet wird, wodurch die Verarbeitbarkeit verbessert wird.Although only a small amount of acrylic fibers are added in Patent Document 1, the amount of the acrylic fibers becomes 4c significantly increased in the present embodiment, and thereby the amount of fusion bonding agent is significantly increased. Therefore, the force becomes the inorganic powder 4d to keep up, significantly increased. Consequently, the wettability of the electrolyte may be due to the larger pore size of the separator 1c can be improved and a binding force among the fibers can be strengthened over a long period of time. As a result, the electrode grid penetrates the separator 1c not easy. Furthermore, since the proportion of acrylic fibers is significantly increased, the separator 1c at a sealing part of which melted in a smooth manner when the separator 1c is worked by thermocompression bonding in a bag form, whereby the processability is improved.

Des Weiteren wird der Anteil der organischen Fasern (d. h. der Polyesterfasern 4b und der Acrylfasern 4c) zu den Gasfasern 4a, im Vergleich mit dem in dem Patentdokument 1 beschriebenen, erhöht (1,0 ≤ (B + C)/A ≤ 1,67). Da solch ein Verhältnis eingesetzt wird, wird eine synergistische Wirkung der drei Faserarten erzeugt, obwohl noch eine detaillierte Aufklärung durchgeführt wird, und die Kraft, um das anorganische Pulver 4d zu halten, und eine Porenstruktur werden optimiert. insbesondere in dem Fall, dass ein Vliesstoff aus einer einzigen Faserart gebildet wird, ist die Größe und die Verteilung der Poren, die jeweils durch einen Raum zwischen benachbarten der Fasern definiert werden, ungleichmäßig aufgrund des Verhedderns der Fasern. Wenn jedoch ein Vliesstoff aus einer Mischung von verschiedenen Faserarten gebildet wird, sind die Größe und die Verteilung der Poren gleichmäßig. Daher wird die mechanische Festigkeit eines Separators verbessert und die Kraft, um das anorganische Pulver zu halten, wird erhöht. Auch wenn (B + C)/A weniger als 1,2 beträgt oder 1,67 überschreitet, wird die synergistische Wirkung des Separators 1c verringert und daher werden die Kurzschlussbeständigkeit und die Batterieeigenschaften verringert.Furthermore, the proportion of the organic fibers (ie, the polyester fibers 4b and the acrylic fibers 4c ) to the gas fibers 4a in comparison with that described in Patent Document 1, increases (1.0 ≦ (B + C) / A ≦ 1.67). As such a ratio is employed, a synergistic effect of the three types of fibers is produced, although a detailed explanation is still made, and the power to the inorganic powder 4d to keep it, and a pore structure are optimized. in particular, in the case where a nonwoven fabric is formed of a single fiber type, the size and distribution of the pores, each defined by a space between adjacent ones of the fibers, is uneven due to entanglement of the fibers. However, when a nonwoven fabric is formed from a mixture of different types of fibers, the size and distribution of the pores are uniform. Therefore, the mechanical strength of a separator is improved and the force to hold the inorganic powder is increased. Even if (B + C) / A is less than 1.2 or exceeds 1.67, the synergistic effect of the separator becomes 1c reduces, and therefore the short-circuit resistance and the battery properties are reduced.

Wenn A + B + C + D = 100 und die vorgenannten drei Punkte erfüllt werden, kann der Separator 1c mit der folgenden Struktur gebildet werden: die Acrylfasern 4c sind so dispergiert, dass die Bindung in einer grundlegenden Konfiguration gebildet durch die Glasfasern 4a und die Polyesterfasern 4b erhöht wird und große Poren, welche in der grundlegenden Konfiguration gebildet werden, sind mit dem anorganischen Pulver 4d gefüllt. Eine Verwendung des Separators 1c realisiert die Bleisäurebatterie der vorliegenden Ausführungsform, welche über einen langen Zeitraum unter Beibehaltung aller Eigenschaften der Batterie beständig ist (d. h. einem Verwender entsteht kein Nachteil dadurch, dass sie plötzlich unbrauchbar ist).If A + B + C + D = 100 and the aforementioned three points are met, the separator can 1c be formed with the following structure: the acrylic fibers 4c are dispersed so that the bond in a basic configuration formed by the glass fibers 4a and the polyester fibers 4b is increased and large pores formed in the basic configuration are with the inorganic powder 4d filled. A use of the separator 1c realizes the lead-acid battery of the present embodiment, which is stable over a long period of time while retaining all the characteristics of the battery (ie, a user does not suffer from being suddenly unusable).

Der Separator der vorliegenden Ausführungsform wird vorzugsweise für eine Bleisäurebatterie verwendet, welche ein positives Elektrodengitter umfasst, welches dazu neigt sich auszudehnen, als ein Ergebnis einer Dauer der Nutzung, welche verlängert wird, indem ein Verfahren eingesetzt wird, das die Langzeitverwendung ermöglicht (d. h. ein Verfahren zur Verlängerung der Batterielebensdauer), wie das Verfahren, bei welchem eine Flüssigkeitsoberfläche eines Elektrolyts höher angeordnet ist, als ein oberes Ende einer Elektrodengruppe (d. h. im Vergleich mit einer typischen versiegelten Bleisäurebatterie wird mehr Elektrolyt verwendet) oder das Verfahren, bei welchem die Menge des roten Bleis, welches als ein aktives Material für eine positive Elektrode 1a dient, in einen Bereich von 5–10 Masse-% fällt. Bleimennige besitzt eine Wirkung eine anfängliche Ladungseffizienz zu verbessern. The separator of the present embodiment is preferably used for a lead-acid battery comprising a positive electrode grid which tends to expand as a result of a period of use being prolonged by employing a method allowing long-term use (ie, a method for extending the battery life), such as the method in which a liquid surface of an electrolyte is arranged higher than an upper end of an electrode group (ie, more electrolyte is used in comparison with a typical sealed lead-acid battery) or the method in which the amount of red Lead, which acts as an active material for a positive electrode 1a serves, falling within a range of 5-10 mass%. Red lead has an effect of improving initial charge efficiency.

Siliziumdioxid wird bevorzugter als das anorganische Pulver 4d verwendet. Dies liegt daran, dass der Elektrolyt aufgrund der Wasserabsorptionsfähigkeit des Siliziumdioxids einfacher in dem Separator 1c gehalten werden kann und daher können die Gesamteigenschaften der Batterie verbessert werden.Silica is more preferable than the inorganic powder 4d used. This is because the electrolyte becomes easier in the separator due to the water absorption ability of the silica 1c can be kept and therefore the overall properties of the battery can be improved.

Die positive Elektrode 1a wird auf solch eine Weise gebildet, dass eine Paste, gebildet durch Mischen von Schwefelsäure mit dem positiven aktiven Elektrodenmaterial, hergestellt aus z. B. Bleisuboxidpulver und rotem Blei, auf das positive Elektrodengitter, hergestellt aus einer Bleilegierung, wie Pb-Ca-Legierung, aufgebracht wird und durch Gießen oder Ausdehnung geformt wird. Die negative Elektrode 1b wird auf solch eine Weise gebildet, dass eine Paste, gebildet durch Vermischen von Schwefelsäure mit dem negativen aktiven Elektrodenmaterial, hergestellt aus z. B. Bleisuboxidpulver, auf das negative Elektrodengitter, hergestellt aus einer Bleilegierung, wie Pb-Ca-Legierung, aufgebracht wird und durch Gießen oder Ausdehnung geformt wird. Polypropylen kann als Materialien für den Behälter 2 und den Deckel 3 verwendet werden. Ein gut bekanntes Kontrollventil kann als das Kontrollventil 3a verwendet werden.The positive electrode 1a is formed in such a manner that a paste formed by mixing sulfuric acid with the positive electrode active material made of e.g. B. lead suboxide powder and red lead is applied to the positive electrode grid, made of a lead alloy, such as Pb-Ca alloy, and formed by casting or expansion. The negative electrode 1b is formed in such a manner that a paste formed by mixing sulfuric acid with the negative electrode active material made of e.g. B. lead suboxide powder is applied to the negative electrode grid, made of a lead alloy, such as Pb-Ca alloy, and formed by casting or expansion. Polypropylene can be used as materials for the container 2 and the lid 3 be used. A well-known control valve can be used as the control valve 3a be used.

Vorteile der vorliegenden Ausführungsform werden im Folgenden im Detail unter Bezugnahme auf ein Beispiel beschrieben.Advantages of the present embodiment will be described below in detail with reference to an example.

Beispielexample

Eine Paste wurde gebildet, indem Schwefelsäure mit einem aktiven positiven Elektrodenmaterial vermischt wurde, welches aus 92 Masse-% Bleisuboxidpulver und 8 Masse-% rotem Blei hergestellt wurde. Die Paste wurde auf ein positives Elektrodengitter aufgebracht, welches aus einer Bleilegierung, wie einer Pb-Ca-Legierung, hergestellt wurde, aufgebracht und durch Ausdehnen geformt. Auf die vorgenannte Weise wurde eine positive Elektrode 1a gebildet. Anschließend wurde in dem Zustand, in dem die positive Elektrode 1a von jeder Art eines mattenförmigen Separators 1c, dargestellt in (Tabelle 1), eingeschlossen war, der Separator durch Thermokompressionsbonden in eine Beutelgestalt geformt, um so die positive Elektrode 1a zu umgeben.A paste was formed by mixing sulfuric acid with an active positive electrode material prepared from 92% by weight of lead suboxide powder and 8% by weight of red lead. The paste was applied to a positive electrode grid made of a lead alloy such as Pb-Ca alloy, and formed by expansion. In the above manner became a positive electrode 1a educated. Subsequently, in the state in which the positive electrode 1a of any type of mat-shaped separator 1c as shown in (Table 1), the separator was formed into a bag shape by thermocompression bonding, thus forming the positive electrode 1a to surround.

In der Zwischenzeit wurden Bariumsulfat, Kohlenstoff und eine Ligninverbindung in einer geeigneten Menge zu einem aktiven negativen Elektrodenmaterial, hergestellt aus Bleisuboxidpulver, zugegeben und eine Paste wurde gebildet, indem das Resultat mit Schwefelsäure vermischt wurde. Die Paste wurde auf ein negatives Elektrodengitter, hergestellt aus einer Bleilegierung, wie Pb-Ca-Legierung, aufgebracht und durch Ausdehnen geformt. Auf die vorgenannte Weise wurde eine negative Elektrode 1b gebildet.In the meantime, barium sulfate, carbon and a lignin compound in an appropriate amount were added to an active negative electrode material made of lead suboxide powder, and a paste was formed by mixing the result with sulfuric acid. The paste was applied to a negative electrode grid made of a lead alloy such as Pb-Ca alloy and molded by stretching. In the above manner, a negative electrode became 1b educated.

Eine Elektrodengruppe wurde gebildet, bei welcher beide Oberflächen der positiven Elektrode 1a, die von dem beutelförmigen Separator 1c umgeben sind, den negativen Elektroden 1b gegenüberliegen. Anschließend wurde die Elektrodengruppe 1 in jede der sechs Zellkammern 2b eines Behälters eingeführt, die durch das Teilen des Behälters 2 mittels Trennwänden 2a gebildet werden. In der Zellkammer 2b wurden Ohrenteile der positiven Elektroden 1a an den oberen Enden dieser mit einem Verbindungselement der positiven Elektroden verbunden und Ohrenteile der negativen Elektroden an den oberen Enden dieser wurden mit einem Verbindungselement der negativen Elektroden verbunden. Anschließend wurden das Verbindungselement der positiven Elektrode einer der Zellkammern 2b und das Verbindungsteil der negativen Elektrode einer benachbarten der Zellkammern 2b über ein Zwischenelektrodenverbindungselement verbunden. Das Verbindungselement der positiven Elektrode, welches nicht mit dem Zwischenelektrodenverbindungselement in einer der äußersten Zellen verbunden war, wurde mit einem positiven Elektrodenanschluss verbunden und das Verbindungselement der negativen Elektrode, welches nicht mit dem Zwischenelektrodenverbindungselement in der anderen äußersten Zellen verbunden war, wurde mit einem negativen Elektrodenanschluss verbunden.An electrode group was formed in which both surfaces of the positive electrode 1a that of the bag-shaped separator 1c surrounded, the negative electrodes 1b are opposite. Subsequently, the electrode group became 1 into each of the six cell chambers 2 B a container introduced by dividing the container 2 by means of partitions 2a be formed. In the cell chamber 2 B were ear parts of the positive electrodes 1a at the upper ends thereof are connected to a connecting element of the positive electrodes, and ear portions of the negative electrodes at the upper ends thereof are connected to a connecting element of the negative electrodes. Subsequently, the positive electrode connecting member of one of the cell chambers became 2 B and the negative electrode connecting part of an adjacent one of the cell chambers 2 B connected via an intermediate electrode connection element. The positive electrode connecting member, which was not connected to the interelectrode connecting member in one of the outermost cells, was connected to a positive electrode terminal, and the negative electrode connecting member, which was not connected to the interelectrode connecting member in the other outermost cell, was connected to a negative electrode terminal connected.

Ein Elektrolyt wurde in alle der Zellkammer 2b injiziert, so dass eine Flüssigkeitsoberfläche höher als die oberen Enden der Elektrodengruppen 1 angeordnet war und eine Öffnung des Behälters 2 wurde mit einem 3 enthalten ein Kontrollventil 3a verschlossen. Als ein Ergebnis wurde eine Bleisäurebatterie spezifiziert als „55D23” (typischerweise „S55D23”) gemäß JIS D5301 gebildet. Die Bleisäurebatterie wies, ohne den Anschluss, eine äußere Höhe von 202 mm, eine externe Breite von 173 mm und eine externe Länge von 232 mm auf. Des Weiteren wies die Bleisäurebatterie eine nominelle Kapazität von 43 Ah auf. Solch eine Bleisäurebatterie wurde als jede der ersten bis zehnten Batterie verwendet.An electrolyte was added to all of the cell chamber 2 B injected so that a liquid surface higher than the upper ends of the electrode groups 1 was arranged and an opening of the container 2 was included with a 3 a control valve 3a locked. As a result, a lead acid battery was specified as "55D23" (typically "S55D23") according to JIS D5301 educated. The lead-acid battery had, without the connection, an outer height of 202 mm, an external width of 173 mm and an external length of 232 mm. Furthermore, the lead-acid battery had a nominal capacity of 43 Ah. Such a lead-acid battery was used as each of the first to tenth batteries.

Die elfte und zwölfte Bleisäurebatterie wurden aus der dritten und fünften Batterie auf ähnliche Weise wie die dritte und fünfte Batterie gebildet, mit der Ausnahme, dass die Höhe der Elektrodengruppe 1 und die Höhe der Flüssigkeitsoberfläche auf die gleiche Höhe verändert wurden. Des Weiteren wurden die dreizehnte, fünfzehnte, siebzehnte und neunzehnte Bleisäurebatterie aus der dritten Batterie auf ähnliche Weise wie die dritte Batterie gebildet, mit der Ausnahme, dass die Menge des roten Bleis, das als positives aktives Elektrodenmaterial diente, verändert wurde. Des Weiteren wurden die vierzehnte, sechzehnte, achtzehnte und zwanzigste Bleisäurebatterie aus der fünften Batterie auf ähnliche Weise wie die fünfte Batterie gebildet, mit der Ausnahme, dass die Menge des roten Bleis, das als positives aktives Elektrodenmaterial diente, verändert wurde. Zusätzlich wurde die einundzwanzigste Bleisäurebatterie aus der sechsten Batterie gebildet, so dass das Masseverhältnis zwischen den Polyesterfasern und den Acrylfasern auf 19:2 verändert wurde.The eleventh and twelfth lead-acid batteries were formed from the third and fifth batteries in a manner similar to the third and fifth batteries, except that the height of the electrode group 1 and the height of the liquid surface were changed to the same level. Further, the thirteenth, fifteenth, seventeenth, and nineteenth lead acid batteries were formed from the third battery in a manner similar to the third battery, except that the amount of the red lead serving as the positive electrode active material was changed. Further, the fourteenth, sixteenth, eighteenth and twentieth lead acid batteries were formed from the fifth battery in a manner similar to the fifth battery except that the amount of the red lead serving as the positive electrode active material was changed. In addition, the twenty-first lead-acid battery was formed from the sixth battery, so that the mass ratio between the polyester fibers and the acrylic fibers was changed to 19: 2.

Ein Dauertest wurde durchgeführt, indem der Zyklus wiederholt wurde, wobei, nachdem eine Konstant-Spannung-Ladung bei 14,0 V (maximaler Strom von 25 A) bei einer Temperatur von 75°C für 120 Stunden durchgeführt wurde, die erste bis einundzwanzigste Batterie für zwei Tage stehengelassen wurde und anschließend eine Entladung bei 300 A für 5 Sekunden durchgeführt wurde. Wenn die Anschlussspannung 3 V oder weniger nach den fünf Sekunden der Entladung erreichte, wurde die Batterie als erschöpft bewertet. Die Anzahl der Zyklen bis jede Batterie erschöpft war und der Grund der Erschöpfung jeder Batterie, identifiziert durch Zerlegen der Batterie sind beide in der (Tabelle 1) dargestellt.An endurance test was conducted by repeating the cycle wherein, after a constant-voltage charge was conducted at 14.0V (maximum current of 25A) at a temperature of 75 ° C for 120 hours, the first to twenty-first batteries was allowed to stand for two days and then discharged at 300 A for 5 seconds. When the terminal voltage reached 3 V or less after the five seconds of discharge, the battery was judged exhausted. The number of cycles until each battery was exhausted and the reason for the exhaustion of each battery identified by disassembling the battery are both shown in (Table 1).

Figure 00130001
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Figure 00140001
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In dem vorliegenden Beispiel erschöpfte eine ideale Bleisäurebatterie (einschließlich eines hochbeständigen Separators 1c) bei einer hohen Temperatur von 75°C, aufgrund eines Spannungsabfalls, bewirkt durch das Austrocknen der Flüssigkeit oder durch einen Leistungsabfall, wohingegen eine Bleisäurebatterie (enthaltend einen wenig beständigen Separator 1c) mit einem herkömmlichen Problem aufgrund eines starken Spannungsverlustes bewirkt durch einen Kurzschluss erschöpfte. Es sollte festgehalten werden, dass die zweite, dritte, vierte, achte, neunte, elfte, dreizehnte, fünfzehnte, siebzehnte, neunzehnte und einundzwanzigste Batterie, Batterien des Beispiels waren, und die erste, fünfte, sechste, siebte, zehnte, zwölfte, vierzehnte, sechzehnte, achtzehnte und zwanzigste Batterie, Batterien eines Vergleichsbeispiels waren. Die Batterien des Beispiels erschöpften im siebzehnten bis zwanzigsten Zyklus aufgrund eines langsamen Spannungsabfalls, bewirkt durch das Austrocknen der Flüssigkeit oder eines Leistungsabfalls, wohingegen die Batterien des Vergleichsbeispiels im zwölften bis fünfzehnten Zyklus aufgrund von Kurzschluss erschöpften. Es sollte festgehalten werden, dass der Beständigkeitstest bei 75°C durchgeführt wurde, und ein ungefähr 10-facher Beschleunigungstest war, zur Verwendung in einer Hochtemperaturumgebung (d. h. eine Verwendung bei ungefähr 40°C). Daher zeigten siebzehn Zyklen in dem Beispiel, dass die Batterie für 3 Jahre oder länger in der Hochtemperaturumgebung verwendet werden kann und fünfzehn Zyklen in dem Vergleichsbeispiel zeigten, dass die Batterie in weniger als drei Jahren erschöpft. Unter Berücksichtigung des Austausches einer Bleisäurebatterie durch einen Mechaniker bei einer Sicherheitsinspektion, welche alle drei Jahre notwendig ist, ist eine Batterie, die fünfzehn Zyklen verwendbar ist, nicht praktisch und die Batterie, die siebzehn Zyklen verwendbar ist, ist für den praktischen Einsatz geeignet. In the present example, an ideal lead-acid battery (including a high-resistance separator 1c ) at a high temperature of 75 ° C, due to a voltage drop caused by the drying out of the liquid or a power loss, whereas a lead-acid battery (containing a less stable separator 1c ) with a conventional problem due to a large voltage loss caused by a short circuit exhausted. It should be noted that the second, third, fourth, eighth, ninth, eleventh, thirteenth, fifteenth, seventeenth, nineteenth and twenty-first battery were batteries of the example, and the first, fifth, sixth, seventh, tenth, twelfth, fourteenth , sixteenth, eighteenth and twentieth battery, batteries of a comparative example. The batteries of the example exhausted in the seventeenth to twentieth cycle due to a slow voltage drop caused by the drying out of the liquid or a power loss, whereas the batteries of the comparative example exhausted in the twelfth to fifteenth cycle due to short circuit. It should be noted that the durability test was conducted at 75 ° C, and was an approximately 10-fold acceleration test for use in a high-temperature environment (ie, use at about 40 ° C). Therefore, seventeen cycles in the example showed that the battery can be used for 3 years or more in the high-temperature environment and fifteen cycles in the comparative example showed that the battery was exhausted in less than three years. Considering the replacement of a lead-acid battery by a mechanic in a safety inspection which is necessary every three years, a battery usable for fifteen cycles is not practical, and the battery usable for seventeen cycles is suitable for practical use.

Wie aus der (Tabelle 1) deutlich wird, zeigen die Ergebnisse das folgende. Von der ersten bis zehnten Batterie, bei denen Separatoren 1c mit unterschiedlichen Ausgestaltungen verwendet wurden, erfüllten die zweite bis vierte, achte und neunte Batterie 0,2 ≤ D/(A + B + C + D) ≤ 0,4, B < C und 1,2 ≤ (B + C)/A ≤ 1,67, wenn A + B + C + D = 100 ist, wobei „A” einen Masseanteil der Glasfasern 4a darstellt, „B” einen Masseanteil der Polyesterfasern 4b darstellt, „C” einen Masseanteil der Acrylfasern 4c darstellt und „D” einen Masseanteil des Siliziumdioxids darstellt, welches als anorganisches Pulver 4d dient. Des Weiteren wies die zweite bis vierte, achte und neunte Batterie jeweils eine größere Anzahl an Zyklen auf, bis die Batterie erschöpft war. Da zusätzlich die zweite bis vierte, achte und neunte Batterien jeweils graduell zum Ende der Batterielebensdauer kamen, aufgrund des Austrocknens oder eines Leistungsabfalls (d. h. einer Verringerung des Reaktanten, aufgrund der Erweichung und des Herausfallens des aktiven Materials, oder einer Zunahme der Reaktionsbeständigkeit aufgrund der Korrosion des positiven Elektrodengitters), die Batterien nicht nur eine lange Lebensdauer haben, sondern ein Verwender oder ein Mechaniker mühelos feststellen kann, ob es notwendig ist die Batterie z. B. bei der Sicherheitsinspektion, zu ersetzen.As is clear from (Table 1), the results show the following. From the first to the tenth battery, where separators 1c with different configurations, the second to fourth, eighth and ninth batteries satisfied 0.2 ≦ D / (A + B + C + D) ≦ 0.4, B <C and 1.2 ≦ (B + C) / A ≤ 1.67 when A + B + C + D = 100, where "A" is a mass fraction of the glass fibers 4a represents, "B" a mass fraction of the polyester fibers 4b represents, "C" a mass fraction of the acrylic fibers 4c and "D" represents a mass fraction of the silica which is an inorganic powder 4d serves. Furthermore, the second to fourth, eighth and ninth batteries each had a larger number of cycles until the battery was exhausted. In addition, since the second to fourth, eighth and ninth batteries each gradually came to the end of battery life due to dehydration or degradation (ie, decrease in reactant, softening and precipitation of the active material, or increase in reaction resistance due to corrosion the positive electrode grid), the batteries not only have a long life, but a user or a mechanic can easily determine whether it is necessary for the battery z. As in the safety inspection to replace.

Auf der anderen Seite kam die erste Batterie, bei welcher D/(A + B + C + D) weniger als 0,2 betrug, schnell zu einem Ende der Batterielebensdauer, aufgrund eines Kurzschlusses. Als ein Ergebnis der Überprüfung der Gründe zeigte sich, dass das ausgedehnte positive Elektrodengitter den Separator 1c durchdrungen hatte, und das herausgefallene aktive positive Elektrodenmaterial durchdrang den Separator 1c. Dies liegt an der folgenden Annahme. Da die Menge des anorganischen Pulvers 4d (Siliziumdioxid) zu gering war, so dass die Abstoßungskraft des Separator 1c gegen die Ausdehnung des positiven Elektrodengitters verloren ging, und das aktive positive Elektrodenmaterial durchdrang einen großporigen Bereich (den Bereich, in welchem sich kein anorganisches Pulver 4d befindet) des Separators 1c.On the other hand, the first battery, where D / (A + B + C + D) was less than 0.2, quickly came to an end of battery life due to a short circuit. As a result of checking the reasons, it was found that the extended positive electrode grid is the separator 1c had penetrated and the precipitated active positive electrode material penetrated the separator 1c , This is due to the following assumption. As the amount of inorganic powder 4d (Silica) was too low, so the repulsive force of the separator 1c was lost to the expansion of the positive electrode grid, and the active positive electrode material penetrated a large pore area (the area in which no inorganic powder 4d located) of the separator 1c ,

Die fünfte Batterie, bei welcher D/(A + B + C + D) 0,4 überschritt, kam auch schnell zu dem Ende der Batterielebensdauer aufgrund von Kurzschluss. Als ein Ergebnis der Untersuchung der Gründe, zeigt sich, dass das positive Elektrodengitter den Separator 1c durchdrang, wodurch ein Kurzschluss bewirkt wurde. Dies liegt an der folgenden Annahme. Da die Menge des anorganischen Pulvers 4d (Siliziumdioxid) zu groß war, wurde die mechanische Festigkeit des Separators 1c extrem verringert.The fifth battery, at which D / (A + B + C + D) exceeded 0.4, also quickly came to the end of battery life due to short circuit. As a result of the investigation of the reasons, it turns out that the positive electrode grid is the separator 1c penetrated, causing a short circuit. This is due to the following assumption. As the amount of inorganic powder 4d (Silica) was too large, the mechanical strength of the separator became 1c extremely reduced.

Die sechste Batterie, bei welcher B = C, kam aufgrund eines Kurzschlusses auch schnell zu dem Ende der Batterielebensdauer. Als ein Ergebnis der Untersuchung der Gründe, ging die originale Gestalt des Separators 1c verloren. Dies liegt an der folgenden Annahme. Die Qualität der Polyesterfasern 4b wurde verändert und daher fiel das anorganische Pulver 4d (Siliziumdioxid) aus dem Separator 1c. Des Weiteren wurde die Bindungskraft zwischen den Glasfasern 4a und den Polyesterfasern 4b aufgrund des Fehlens von Acrylfasern 4c reduziert, und eine mechanische Dichtung wurde in einem Dichtungsteil dessen nicht in einer glatten Weise geschmolzen (d. h. es war schwierig die Beutelgestalt in dem anfänglichen Zustand beizubehalten). Auf der anderen Seite, wies die einundzwanzigste Batterie, bei welche B:C 10:21 betrug, siebzehn Zyklen auf, was eine lange Batterielebensdauer angibt, und erschöpfte aufgrund einer graduellen Verringerung einer Batterieleistung, bewirkt durch Austrocknen der Flüssigkeit oder einen Leistungsabfall. Daher wird die Bestimmung der Notwendigkeit, die Batterie zu ersetzen, über einen langen Zeitraum vereinfacht.The sixth battery, at which B = C, also quickly came to the end of battery life due to a short circuit. As a result of investigation of the reasons, the original form of the separator went 1c lost. This is due to the following assumption. The quality of polyester fibers 4b was changed and therefore the inorganic powder fell 4d (Silica) from the separator 1c , Furthermore, the binding force between the glass fibers 4a and the polyester fibers 4b due to the lack of acrylic fibers 4c was reduced, and a mechanical seal was not melted in a seal part of it in a smooth manner (ie, it was difficult to maintain the bag shape in the initial state). On the other hand, the twenty-first battery in which B: C was 10:21 indicated seventeen cycles, indicating a long battery life, and was exhausted due to a gradual decrease in battery performance caused by the drying out of the liquid or a drop in performance. Therefore, the determination of the need to replace the battery is simplified over a long period of time.

Die siebte Batterie, bei welcher (B + C)/A weniger als 1,2 beträgt und die zehnte Batterie, bei welcher (B + C)/A 1,67 überschritt, kamen aufgrund eines Kurzschlusses auch schnell zu dem Ende der Batterielebensdauer. Als ein Ergebnis der Untersuchung der Gründe, ging die originale Gestalt des Separators 1c verloren. Dies liegt an der folgenden Annahme. Wenn (B + C)/A, das das Gleichgewicht zwischen den Glasfasern 4a und den organischen Fasern (d. h. den Polyesterfasern 4b und den Acrylfasern 4c) angibt, in einen geeigneten Bereich fällt, kann die ideale Struktur des Separators 1c, wie in 2 dargestellt, nicht beibehalten werden. Auf diese Weise wurde eine synergistische Wirkung verringert und daher nicht nur die Beständigkeit gegen Kurzschluss, sondern auch die Batterieeigenschaften verringert. The seventh battery, where (B + C) / A is less than 1.2, and the tenth battery, at which (B + C) / A exceeded 1.67, also quickly came to the end of battery life due to a short circuit. As a result of investigation of the reasons, the original form of the separator went 1c lost. This is due to the following assumption. If (B + C) / A, the balance between the glass fibers 4a and the organic fibers (ie, the polyester fibers 4b and the acrylic fibers 4c ), falls within an appropriate range, the ideal structure of the separator 1c , as in 2 shown, not retained. In this way, a synergistic effect was reduced and therefore not only the resistance to short circuit but also the battery characteristics were reduced.

Für eine Langzeitverwendung wurde die dritte Batterie, welche ein bevorzugtes Beispiel der vorliegenden Ausführungsform ist, so ausgestaltet, dass die Flüssigkeitsoberfläche des Elektrolyts höher als das obere Ende der Elektrodengruppe 1 angeordnet wurde und dass die Menge des Elektrolyts größer war als bei einer typischen versiegelten Bleisäurebatterie. Des Weiteren wurde die dritte Batterie so ausgestaltet, dass die Menge des als aktives Material der positiven Elektrode 1a dienendes rote Blei 8 Masse-% betrug. Daher wurden die Lebensdauereigenschaften im Vergleich mit der fünften Batterie, bei welcher D/(A + B + C + D) 0,4 überschritt, dramatisch verbessert. Das gleiche trifft auf den Vergleich zwischen der fünfzehnten und siebzehnten Batterie (D/(A + B + C + D) fällt in einen geeigneten Bereich) und der sechzehnten und achtzehnten Batterie (D/(A + B + C + D) fällt nicht in den geeigneten Bereich) zu.For a long-term use, the third battery, which is a preferable example of the present embodiment, has been designed such that the liquid surface of the electrolyte is higher than the upper end of the electrode group 1 and that the amount of electrolyte was larger than that of a typical sealed lead-acid battery. Furthermore, the third battery was designed so that the amount of the positive electrode active material 1a serving red lead was 8 mass%. Therefore, the life characteristics were dramatically improved as compared with the fifth battery in which D / (A + B + C + D) exceeded 0.4. The same applies to the comparison between the fifteenth and seventeenth battery (D / (A + B + C + D) falls within an appropriate range) and the sixteenth and eighteenth battery (D / (A + B + C + D) does not fall in the appropriate area).

Beim Vergleich der elften Batterie (D/(A + B + C + D) fällt in den geeigneten Bereich) und der zwölften Batterie (D/(A + B + C + D) fällt nicht in den geeigneten Bereich), bei denen die Flüssigkeitsoberfläche des Elektrolyts der Höhe des oberen Endes der Elektrodengruppe 1 entsprach, war die Verbesserung der Lebensdauereigenschaften jedoch nicht so auffällig, im Vergleich mit den vorangehenden Kombinationen. Das Gleiche trifft auf den Vergleich zwischen der dreizehnten und neunzehnten Batterie (D/(A + B + C + D) fällt in den geeigneten Bereich) und der vierzehnten und zwanzigsten Batterie (D/(A + B + C + D) fällt nicht in den geeigneten Bereich) zu, bei denen die Menge des als aktives Material der positiven Elektrode dienendes rote Blei außerhalb des Bereichs liegt, welcher geeignet ist, um eine Batterielebensdauer zu verlängern. Kurzschluss aufgrund der Durchdringung des aktiven Materials, d. h. der Grund für die Erschöpfung der zwanzigsten Batterie, resultierte daraus, dass die Fasern das anorganische Pulver nicht halten konnten, aufgrund eines Überschusses des anorganischen Pulvers 4d und dass das aktive positive Elektrodenmaterial den großporigen Bereich (der Bereich in dem kein anorganisches Pulver 4d vorhanden ist) des Separators 1c durchdringt. Die Batterie war plötzlich unbrauchbar, wie in dem Fall, in dem Kurzschluss aufgrund des Risses des Separators auftrat, und die Erschöpfung der Batterie ist für einen Verwender nachteilig.When comparing the eleventh battery (D / (A + B + C + D) falls within the appropriate range) and the twelfth battery (D / (A + B + C + D) does not fall within the appropriate range) where the Liquid surface of the electrolyte of the height of the upper end of the electrode group 1 However, the improvement in fatigue life was not as conspicuous as compared with the previous combinations. The same applies to the comparison between the thirteenth and nineteenth battery (D / (A + B + C + D) falls within the appropriate range) and the fourteenth and twentieth battery (D / (A + B + C + D) does not fall in the appropriate range) in which the amount of red lead serving as a positive electrode active material is out of the range suitable for extending battery life. Short circuit due to the penetration of the active material, ie the cause of the exhaustion of the twentieth battery, resulted from the fact that the fibers could not hold the inorganic powder due to an excess of the inorganic powder 4d and that the active positive electrode material is the large pore region (the region where no inorganic powder 4d is present) of the separator 1c penetrates. The battery was suddenly unusable, as in the case where short circuit due to the crack of the separator occurred, and the exhaustion of the battery is disadvantageous to a user.

Das heißt, der Separator 1c der vorliegenden Ausführungsform wird verwendet, um die Beständigkeit gegen Kurzschlüsse deutlich zu verbessern. Daher wird, unter der Voraussetzung, dass die Batterie über einen langen Zeitraum verwendet wird, z. B. die Ausgestaltung, bei welcher die Flüssigkeitsoberfläche des Elektrolyts höher als die Elektrodengruppe angeordnet ist, oder die Ausgestaltung, bei welcher die Menge des als aktives Material der positiven Elektrode dienendes rote Blei 5–10 Masse-% beträgt, vorzugsweise unter Berücksichtigung der Lebensdauer der Batterie eingesetzt.That is, the separator 1c The present embodiment is used to remarkably improve short-circuit resistance. Therefore, provided that the battery is used for a long time, e.g. Example, the configuration in which the liquid surface of the electrolyte is disposed higher than the electrode group, or the configuration in which the amount of serving as the active material of the positive electrode red lead is 5-10 mass%, preferably taking into account the life of Battery inserted.

(Andere Ausführungsform)Other Embodiment

Die vorliegende Ausführungsform und Beispiele wurden als Beispiele der vorliegenden Offenbarung angeführt und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt. Jedes Mischungsverhältnis kann eingesetzt werden, so lange 0,2 ≤ D/(A + B + C + D) ≤ 0,4, B < C und 1,2 ≤ (B + C)/A ≤ 1,67 erfüllt sind, 0,2 ≤ D/(A + B + C + D) ≤ 0,4, B < C und 1,2 ≤ (B + C)/A ≤ 1,67 erfüllt sind, wenn A + B + C + D = 100, wobei „A” den Masseanteil der Glasfasern darstellt, „B” den Masseanteil der Polyesterfasern darstellt, „C” den Masseanteil der Acrylfasern darstellt und „D” den Masseanteil des anorganischen Pulvers darstellt. Das Mischungsverhältnis ist nicht auf die in den Beispielen beschriebenen beschränkt. Die Struktur und Gestalt der Bleisäurebatterie, die Anzahl der Zellen etc. sind nicht auf die vorgenannten beschränkt.The present embodiment and examples have been cited as examples of the present disclosure, and the present invention is not limited to these examples. Any mixing ratio may be used as long as 0.2 ≦ D / (A + B + C + D) ≦ 0.4, B <C and 1.2 ≦ (B + C) / A ≦ 1.67 are satisfied. 0.2 ≦ D / (A + B + C + D) ≦ 0.4, B <C and 1.2 ≦ (B + C) / A ≦ 1.67 are satisfied when A + B + C + D = 100, where "A" represents the mass fraction of the glass fibers, "B" represents the mass fraction of the polyester fibers, "C" represents the mass fraction of the acrylic fibers, and "D" represents the mass fraction of the inorganic powder. The mixing ratio is not limited to those described in the examples. The structure and shape of the lead-acid battery, the number of cells, etc. are not limited to the foregoing.

Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability

Die vorliegende Offenbarung wird eingesetzt, um die Eigenschaften und Qualität von Bleisäurebatterien für Zubehör von Hybridfahrzeugen deutlich zu verbessern. Da Hybridfahrzeuge dazu dienen, die globale Erwärmung aufgrund von Energieverbrauch oder Kohlenstoffdioxid, kann der weit verbreitete Einsatz der vorliegenden Offenbarung zu der Industrie deutlich beitragen.The present disclosure is used to significantly improve the properties and quality of lead acid batteries for hybrid vehicle accessories. Because hybrid vehicles serve to global warming due to energy consumption or carbon dioxide, the widespread use of the present disclosure to industry can significantly contribute.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Elektrodengruppeelectrode group
1a1a
Positive ElektrodePositive electrode
1b1b
Negative GruppeNegative group
1c1c
Separatorseparator
22
Behältercontainer
2a2a
Trennwandpartition wall
2b2 B
Zellwandcell wall
33
Deckelcover
3a3a
Steuerventilcontrol valve
4a4a
Glasfaserglass fiber
4b4b
Polyesterfaserpolyester fiber
4c4c
Acrylfaseracrylic fiber
4d4d
Anorganisches PulverInorganic powder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 62-066566 [0005] JP 62-066566 [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • JIS D5301 [0046] JIS D5301 [0046]

Claims (4)

Bleisäurebatterie, umfassend einen Behälter; eine Trennwand, welche den Behälter in eine Vielzahl von Zellkammern unterteilt; eine Vielzahl von Elektrodengruppen, die jeweils in einer entsprechenden der Zellkammern angeordnet sind und positive und negative Elektrodenplatten umfassen, die aufeinandergestapelt sind, wobei ein Separator dazwischen angeordnet ist; einen Elektrolyt, welcher in die Zellkammern injiziert ist und einen Deckel, umfassend ein Steuerventil und ausgebildet, um eine Öffnung jeder Zellkammer zu verschließen, wobei der Separator aus einem Vliesstoff (non woven fabric) enthaltend Glasfasern, Polyesterfasern, Acrylfasern und anorganisches Pulver gebildet ist, und wenn A + B + C + D = 100, wobei A einen Masseanteil der Glasfasern darstellt, B einen Masseanteil der Polyesterfasern darstellt, C einen Masseanteil der Acrylfasern darstellt und D einen Masseanteil des anorganischen Pulvers darstellt, der Separator 0,2 ≤ D/(A + B + C + D) ≤ 0,4, B < C und 1,2 ≤ (B + C)/A ≤ 1,67 erfüllt.Lead acid battery, comprising a container; a partition partitioning the container into a plurality of cell chambers; a plurality of electrode groups each disposed in a corresponding one of the cell chambers and comprising positive and negative electrode plates stacked with a separator interposed therebetween; an electrolyte which is injected into the cell chambers and a lid comprising a control valve and adapted to close an opening of each cell chamber, wherein the separator is formed of a nonwoven fabric containing glass fibers, polyester fibers, acrylic fibers and inorganic powder, and when A + B + C + D = 100, wherein A represents a mass fraction of the glass fibers, B represents a mass fraction of the polyester fibers, C represents a mass fraction of the acrylic fibers and D represents a mass fraction of the inorganic powder, the separator is 0.2 ≦ D / ( A + B + C + D) ≤ 0.4, B <C and 1.2 ≤ (B + C) / A ≤ 1.67. Bleisäurebatterie nach Anspruch 1, wobei wenn die Bleisäurebatterie so aufgebaut ist, dass der Deckel an einer äußersten Seite angeordnet ist, eine Flüssigkeitsoberfläche höher als ein oberes Ende jeder Elektrodengruppe angeordnet ist.The lead-acid battery according to claim 1, wherein when the lead-acid battery is constructed so that the lid is disposed on an outermost side, a liquid surface is disposed higher than an upper end of each electrode group. Bleisäurebatterie nach Anspruch 1, wobei das anorganische Pulver Siliziumdioxid enthältThe lead-acid battery according to claim 1, wherein the inorganic powder contains silica Bleisäurebatterie nach Anspruch 1, wobei ein aktives Material der positiven Elektrodenplatte vorzugsweise Bleimennige mit 5 Masse-% oder mehr und weniger als 10 Masse-% enthält.The lead-acid battery according to claim 1, wherein an active material of the positive electrode plate preferably contains red lead of 5 mass% or more and less than 10 mass%.
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