JP2001176480A - クラッド式密閉形鉛蓄電池用セパレータ - Google Patents
クラッド式密閉形鉛蓄電池用セパレータInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クラッド式極板と密着性が良く、同時に電解
液の保持、およびガス透過性に優れたクラッド式密閉形
鉛蓄電池用セパレータを提供することを目的とする。 【解決手段】 正極にクラッド式極板を用いるクラッド
式密閉形鉛蓄電池用セパレータにおいて、１９．６ｋＰ
ａ（２０kgf/１００cm2）加圧時の厚さと４９ｋＰａ
（５０kgf/１００cm2）加圧時の厚さの比が０．７以下
である耐酸性不織布で構成したことを特徴とする。
液の保持、およびガス透過性に優れたクラッド式密閉形
鉛蓄電池用セパレータを提供することを目的とする。 【解決手段】 正極にクラッド式極板を用いるクラッド
式密閉形鉛蓄電池用セパレータにおいて、１９．６ｋＰ
ａ（２０kgf/１００cm2）加圧時の厚さと４９ｋＰａ
（５０kgf/１００cm2）加圧時の厚さの比が０．７以下
である耐酸性不織布で構成したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、正極にクラッド式
極板を用いた長寿命を目的としたクラッド式密閉形鉛蓄
電池用セパレータに関するものである。
極板を用いた長寿命を目的としたクラッド式密閉形鉛蓄
電池用セパレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、密閉形鉛蓄電池としては、正極に
ペースト式極板を用いるのが一般的であり、クラッド式
極板を用いたものは実用化に至っていない。一般的に、
クラッド式極板を用いた鉛蓄電池は、ガラス繊維から構
成したチューブ内に正極活物質が充填されているため
に、充放電を繰り返しても活物質の脱落がなく、ペース
ト式極板を用いた鉛蓄電池より長寿命であることが知ら
れている。一方、密閉形鉛蓄電池としては、ペースト式
正極板とペースト式負極板の間に微細なガラス繊維マッ
トを配してガラス繊維マットに電解液を保持する、いわ
ゆるリテーナ方式が主流である。しかしながら、このリ
テーナ方式をクラッド式極板に適用した場合、チューブ
の連結部とガラス繊維マットとの間に複数の空隙、すな
わち電解液を保持できない部分が生じて、クラッド式極
板の性能が充分に発揮できないといった欠点がある。こ
のため、例えば実公平５−２１２６２号公報に開示され
るように、平板状のガラス繊維マットの外側に、チュー
ブ連結間隔に合わせてリブを形成したリブ付きセパレー
タを組み合わせることにより、リブ付きセパレータのリ
ブにより平板状ガラス繊維マットを空隙部分に押し込む
ようにした密閉形鉛蓄電池が提案されている。また、特
開平９−１７４４２号公報には、セパレータ自体がクラ
ッド式極板の形状に追従しやすいように、無加圧時の密
度が０．１２〜０．１４g/cm3と比較的低密度に構成し
たセパレータをクラッド式極板に当接するように組み込
み、加圧することで、セパレータを窪みに密着させるよ
うにした密閉形鉛蓄電池が提案されている。
ペースト式極板を用いるのが一般的であり、クラッド式
極板を用いたものは実用化に至っていない。一般的に、
クラッド式極板を用いた鉛蓄電池は、ガラス繊維から構
成したチューブ内に正極活物質が充填されているため
に、充放電を繰り返しても活物質の脱落がなく、ペース
ト式極板を用いた鉛蓄電池より長寿命であることが知ら
れている。一方、密閉形鉛蓄電池としては、ペースト式
正極板とペースト式負極板の間に微細なガラス繊維マッ
トを配してガラス繊維マットに電解液を保持する、いわ
ゆるリテーナ方式が主流である。しかしながら、このリ
テーナ方式をクラッド式極板に適用した場合、チューブ
の連結部とガラス繊維マットとの間に複数の空隙、すな
わち電解液を保持できない部分が生じて、クラッド式極
板の性能が充分に発揮できないといった欠点がある。こ
のため、例えば実公平５−２１２６２号公報に開示され
るように、平板状のガラス繊維マットの外側に、チュー
ブ連結間隔に合わせてリブを形成したリブ付きセパレー
タを組み合わせることにより、リブ付きセパレータのリ
ブにより平板状ガラス繊維マットを空隙部分に押し込む
ようにした密閉形鉛蓄電池が提案されている。また、特
開平９−１７４４２号公報には、セパレータ自体がクラ
ッド式極板の形状に追従しやすいように、無加圧時の密
度が０．１２〜０．１４g/cm3と比較的低密度に構成し
たセパレータをクラッド式極板に当接するように組み込
み、加圧することで、セパレータを窪みに密着させるよ
うにした密閉形鉛蓄電池が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の技術には以下のような問題点がある。前者の実公
平５−２１２６２号の技術では、クラッド式極板の連結
間隔が狭い場合には、シート状セパレータを電極間の窪
みに良好に密着させることができない。また、密着させ
るために形成したリブの占有体積分は、電解液を保持で
きないスペースになってしまう。また、後者の特開平９
−１７４４２号の技術では、セパレータが低密度である
ことから、比較的小さな窪みには有効で、セパレータを
良好に密着させることができるものの、クラッド式極板
のように比較的大きな窪みには必ずしも有効とは言えな
い。
従来の技術には以下のような問題点がある。前者の実公
平５−２１２６２号の技術では、クラッド式極板の連結
間隔が狭い場合には、シート状セパレータを電極間の窪
みに良好に密着させることができない。また、密着させ
るために形成したリブの占有体積分は、電解液を保持で
きないスペースになってしまう。また、後者の特開平９
−１７４４２号の技術では、セパレータが低密度である
ことから、比較的小さな窪みには有効で、セパレータを
良好に密着させることができるものの、クラッド式極板
のように比較的大きな窪みには必ずしも有効とは言えな
い。
【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決するためになされたものであり、その目的は、クラ
ッド式極板と密着性が良く、同時に電解液の保持、およ
びガス透過性に優れたクラッド式密閉形鉛蓄電池用セパ
レータを提供することにある。
解決するためになされたものであり、その目的は、クラ
ッド式極板と密着性が良く、同時に電解液の保持、およ
びガス透過性に優れたクラッド式密閉形鉛蓄電池用セパ
レータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のクラッド式密閉
形鉛蓄電池用セパレータは、前記目的を達成するべく、
請求項１記載の通り、正極にクラッド式極板を用いるク
ラッド式密閉形鉛蓄電池用セパレータにおいて、１９．
６ｋＰａ（２０kgf/１００cm2）加圧時の厚さと４９ｋ
Ｐａ（５０kgf/１００cm2）加圧時の厚さの比が０．７
以下である耐酸性不織布で構成したことを特徴とする。
また、請求項２記載のクラッド式密閉形鉛蓄電池用セパ
レータは、請求項１記載のクラッド式密閉形鉛蓄電池用
セパレータにおいて、前記耐酸性不織布は、ガラス繊維
を主体として構成したものであることを特徴とする。ま
た、請求項３記載のクラッド式密閉形鉛蓄電池用セパレ
ータは請求項１または２記載のクラッド式密閉形鉛蓄電
池用セパレータにおいて、前記耐酸性不織布の平均繊維
径が３μm以下であることを特徴とする。また、請求項
４記載のクラッド式密閉形鉛蓄電池用セパレータは請求
項１乃至３のいずれか記載のクラッド式密閉形鉛蓄電池
用セパレータにおいて、前記耐酸性不織布は、乾式法に
より製造されたものであることを特徴とする。
形鉛蓄電池用セパレータは、前記目的を達成するべく、
請求項１記載の通り、正極にクラッド式極板を用いるク
ラッド式密閉形鉛蓄電池用セパレータにおいて、１９．
６ｋＰａ（２０kgf/１００cm2）加圧時の厚さと４９ｋ
Ｐａ（５０kgf/１００cm2）加圧時の厚さの比が０．７
以下である耐酸性不織布で構成したことを特徴とする。
また、請求項２記載のクラッド式密閉形鉛蓄電池用セパ
レータは、請求項１記載のクラッド式密閉形鉛蓄電池用
セパレータにおいて、前記耐酸性不織布は、ガラス繊維
を主体として構成したものであることを特徴とする。ま
た、請求項３記載のクラッド式密閉形鉛蓄電池用セパレ
ータは請求項１または２記載のクラッド式密閉形鉛蓄電
池用セパレータにおいて、前記耐酸性不織布の平均繊維
径が３μm以下であることを特徴とする。また、請求項
４記載のクラッド式密閉形鉛蓄電池用セパレータは請求
項１乃至３のいずれか記載のクラッド式密閉形鉛蓄電池
用セパレータにおいて、前記耐酸性不織布は、乾式法に
より製造されたものであることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明のクラッド式密閉形鉛蓄電
池用セパレータは、１９．６ｋＰａ（２０kgf/１００cm
2）加圧時の厚さと４９ｋＰａ（５０kgf/１００cm2）加
圧時の厚さ比率が０．７以下とした耐酸性不織布を単独
もしくは複数枚積層して構成することで、クラッド式極
板の窪み部分との密着性が良好となり、電池寿命を維持
しつつサイクル寿命を長くすることができるものであ
る。この場合、セパレータの引張破断伸びが５％以上で
あれば、クラッド式極板の凹凸部への追従性が一層良好
となりより好ましい。
池用セパレータは、１９．６ｋＰａ（２０kgf/１００cm
2）加圧時の厚さと４９ｋＰａ（５０kgf/１００cm2）加
圧時の厚さ比率が０．７以下とした耐酸性不織布を単独
もしくは複数枚積層して構成することで、クラッド式極
板の窪み部分との密着性が良好となり、電池寿命を維持
しつつサイクル寿命を長くすることができるものであ
る。この場合、セパレータの引張破断伸びが５％以上で
あれば、クラッド式極板の凹凸部への追従性が一層良好
となりより好ましい。
【０００７】本発明のセパレータに使用する耐酸性不織
布は、ガラス繊維を主体として構成されたものが好適に
用いられるが、電解液の吸液性および保液性の観点から
平均繊維径３μm以下の耐酸性ガラス繊維が好ましい。
布は、ガラス繊維を主体として構成されたものが好適に
用いられるが、電解液の吸液性および保液性の観点から
平均繊維径３μm以下の耐酸性ガラス繊維が好ましい。
【０００８】前記ガラス繊維の製造法に基づく好ましい
具体的形態としては、リテーナと呼ばれる耐酸性の微細
ガラス繊維を湿式抄紙法により製造したものでもよい
が、耐酸性の微細ガラス繊維を乾式法で不織布としたも
のが、破断伸びが向上して極板の凹凸部との追従性を一
層良好にでき好ましい。また、溶融紡糸してなる耐酸性
ガラス繊維をコンベア上に集綿する乾式法による場合
は、湿式抄紙法に比較して、繊維長が長く、クッション
性が良く、伸びが大きいといった点でも有利である。
具体的形態としては、リテーナと呼ばれる耐酸性の微細
ガラス繊維を湿式抄紙法により製造したものでもよい
が、耐酸性の微細ガラス繊維を乾式法で不織布としたも
のが、破断伸びが向上して極板の凹凸部との追従性を一
層良好にでき好ましい。また、溶融紡糸してなる耐酸性
ガラス繊維をコンベア上に集綿する乾式法による場合
は、湿式抄紙法に比較して、繊維長が長く、クッション
性が良く、伸びが大きいといった点でも有利である。
【０００９】本発明のクラッド式密閉形鉛蓄電池用セパ
レータは、強度を確保する目的として、目抜きクロス等
の補強材を併用してもよい。
レータは、強度を確保する目的として、目抜きクロス等
の補強材を併用してもよい。
【００１０】なお、本発明のセパレータを適用するクラ
ッド式密閉形鉛蓄電池において、クラッド式極板は、耐
酸性の無機または有機繊維を編組したチューブに集電体
となる芯金を差し込み、鉛粉を詰め込むことにより得ら
れる。また、負極板は、通常の密閉形鉛蓄電池と同様
に、鋳造またはエキスパンド方式により得られた格子体
に、鉛粉と希硫酸を混練したペーストを塗布することで
得られる。
ッド式密閉形鉛蓄電池において、クラッド式極板は、耐
酸性の無機または有機繊維を編組したチューブに集電体
となる芯金を差し込み、鉛粉を詰め込むことにより得ら
れる。また、負極板は、通常の密閉形鉛蓄電池と同様
に、鋳造またはエキスパンド方式により得られた格子体
に、鉛粉と希硫酸を混練したペーストを塗布することで
得られる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。 （実施例１）火炎法と呼ばれる溶融紡糸法により、平均
繊維径０．９μmの耐酸性ガラス繊維からなる厚さ比率
０．６の耐酸性ガラス不織布を作製した。
る。 （実施例１）火炎法と呼ばれる溶融紡糸法により、平均
繊維径０．９μmの耐酸性ガラス繊維からなる厚さ比率
０．６の耐酸性ガラス不織布を作製した。
【００１２】（実施例２）厚さ比率を０．７とした以外
は、実施例１と同様の方法にて不織布を作製した。
は、実施例１と同様の方法にて不織布を作製した。
【００１３】（実施例３）遠心法と呼ばれる溶融紡糸法
により、平均繊維径３μmの耐酸性ガラス繊維からなる
厚さ比率０．７の耐酸性ガラス不織布を作製した。
により、平均繊維径３μmの耐酸性ガラス繊維からなる
厚さ比率０．７の耐酸性ガラス不織布を作製した。
【００１４】（比較例１）実施例１と同じ火炎法で得ら
れた平均繊維径０．９μmの耐酸性ガラス繊維を用い、
湿式抄紙法により厚さ比率０．８５の耐酸性ガラス不織
布を作製した。
れた平均繊維径０．９μmの耐酸性ガラス繊維を用い、
湿式抄紙法により厚さ比率０．８５の耐酸性ガラス不織
布を作製した。
【００１５】（比較例２）実施例３と同じ遠心法で得ら
れた平均繊維径３μmの耐酸性ガラス繊維を用い、湿式
抄紙法により厚さ比率０．７５の耐酸性ガラス不織布を
作製した。
れた平均繊維径３μmの耐酸性ガラス繊維を用い、湿式
抄紙法により厚さ比率０．７５の耐酸性ガラス不織布を
作製した。
【００１６】表１に、実施例と比較例のセパレータ組成
と特性を示す。
と特性を示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】尚、試験方法については、次のようにし
た。 〔不織布の厚み〕日本蓄電池工業会発行「ＳＢＡ４５０
１」に準じた方法で加圧荷重２０kgf/１００cm2時の厚
みを測定し、これを不織不布の厚みとした。
た。 〔不織布の厚み〕日本蓄電池工業会発行「ＳＢＡ４５０
１」に準じた方法で加圧荷重２０kgf/１００cm2時の厚
みを測定し、これを不織不布の厚みとした。
【００１９】〔不織布の厚さ比率〕日本蓄電池工業会発
行「ＳＢＡ４５０１」に準じた方法で、加圧荷重１９．
６ｋＰａ（２０kgf/１００cm2）時の厚み（Ｔ20、mm）
と加圧荷重４９ｋＰａ（５０kgf/１００cm2）時の厚み
（Ｔ50、mm）を求め、次式（１）により算出した値を不
織布の厚さ比率とした。 厚さ比率＝（Ｔ50、mm）／（Ｔ20、mm） （１）
行「ＳＢＡ４５０１」に準じた方法で、加圧荷重１９．
６ｋＰａ（２０kgf/１００cm2）時の厚み（Ｔ20、mm）
と加圧荷重４９ｋＰａ（５０kgf/１００cm2）時の厚み
（Ｔ50、mm）を求め、次式（１）により算出した値を不
織布の厚さ比率とした。 厚さ比率＝（Ｔ50、mm）／（Ｔ20、mm） （１）
【００２０】〔電解液保持量〕まず、図１に示すように
直径１０mm、長さ１２０mmのパイプ１を７本連結させた
模擬極板２を作製した。次に、幅５０mm、高さ１００mm
に裁断した試料セパレータ３を準備し、重量（Ｗ0）を
測定した。このセパレータを模擬極板２とともに、ＰＥ
袋に入れた後、横型の圧縮装置を用いて、その加圧板４
の加圧力が４９〜９８ｋＰａ（５０〜１００kgf/１００
cm2）となるように加圧後、ＰＥ袋の下部より純水を注
水した。このときのセパレータの厚みをＴａとする。ま
た、セパレータが純水を飽和するまで吸液させた後、袋
の下部に溜まった余剰となった純水を取り除き、２０分
間放置した。２０分後、加圧板４の圧力を解放して含液
したセパレータ３の重量（Ｗ1）を測定し、次式（２）
により算出した値を電解液保持量とした。 電解液保持量（ｇ/１００cm2/mm）＝（Ｗ1−Ｗ0）×２／Ｔａ （２）
直径１０mm、長さ１２０mmのパイプ１を７本連結させた
模擬極板２を作製した。次に、幅５０mm、高さ１００mm
に裁断した試料セパレータ３を準備し、重量（Ｗ0）を
測定した。このセパレータを模擬極板２とともに、ＰＥ
袋に入れた後、横型の圧縮装置を用いて、その加圧板４
の加圧力が４９〜９８ｋＰａ（５０〜１００kgf/１００
cm2）となるように加圧後、ＰＥ袋の下部より純水を注
水した。このときのセパレータの厚みをＴａとする。ま
た、セパレータが純水を飽和するまで吸液させた後、袋
の下部に溜まった余剰となった純水を取り除き、２０分
間放置した。２０分後、加圧板４の圧力を解放して含液
したセパレータ３の重量（Ｗ1）を測定し、次式（２）
により算出した値を電解液保持量とした。 電解液保持量（ｇ/１００cm2/mm）＝（Ｗ1−Ｗ0）×２／Ｔａ （２）
【００２１】〔密着状態〕電解液保持量を測定の際に、
上部から模擬極板とセパレータとの密着状態を目視判定
した。
上部から模擬極板とセパレータとの密着状態を目視判定
した。
【００２２】本実施例のセパレータの場合、電解液の保
持量も多く、しかも、模擬極板との密着性にも優れるこ
とが確認できた。
持量も多く、しかも、模擬極板との密着性にも優れるこ
とが確認できた。
【００２３】
【発明の効果】本発明のクラッド式密閉形鉛蓄電池用セ
パレータを用いることにより、クラッド式極板との密着
性が良好となり、従来のペースト式極板を用いた密閉形
鉛蓄電池に比較して容量も充分で、かつ、長寿命な電池
を得ることができる。
パレータを用いることにより、クラッド式極板との密着
性が良好となり、従来のペースト式極板を用いた密閉形
鉛蓄電池に比較して容量も充分で、かつ、長寿命な電池
を得ることができる。
【図１】 電解液保持量を算出するための圧縮装置を用
いた測定方法を示す説明線図
いた測定方法を示す説明線図
【符号の説明】 １ パイプ ２ 模擬極板 ３ セパレータ ４ 加圧板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三谷 拓生 岐阜県不破郡垂井町630 日本無機株式会 社垂井工場内 (72)発明者 杉野 豊 岐阜県不破郡垂井町630 日本無機株式会 社垂井工場内 Ｆターム(参考） 5H021 AA07 BB00 CC02 EE28 HH01 HH03 HH06 5H028 AA05 EE04 FF04 HH05
Claims (4)
- 【請求項１】 正極にクラッド式極板を用いるクラッド
式密閉形鉛蓄電池用セパレータにおいて、１９．６ｋＰ
ａ加圧時の厚さと４９ｋＰａ加圧時の厚さの比が０．７
以下である耐酸性不織布で構成したことを特徴とするク
ラッド式密閉形鉛蓄電池用セパレータ。 - 【請求項２】 前記耐酸性不織布は、ガラス繊維を主体
として構成したものであることを特徴とする請求項１記
載のクラッド式密閉形鉛蓄電池用セパレータ。 - 【請求項３】 前記耐酸性不織布の平均繊維径が３μm
以下であることを特徴とする請求項１または２記載のク
ラッド式密閉形鉛蓄電池用セパレータ。 - 【請求項４】 前記耐酸性不織布は、乾式法により製造
されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれか記載のクラッド式密閉形鉛蓄電池用セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35674799A JP2001176480A (ja) | 1999-12-16 | 1999-12-16 | クラッド式密閉形鉛蓄電池用セパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35674799A JP2001176480A (ja) | 1999-12-16 | 1999-12-16 | クラッド式密閉形鉛蓄電池用セパレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001176480A true JP2001176480A (ja) | 2001-06-29 |
Family
ID=18450577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35674799A Withdrawn JP2001176480A (ja) | 1999-12-16 | 1999-12-16 | クラッド式密閉形鉛蓄電池用セパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001176480A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021059629A1 (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 活物質保持部材、電極、鉛蓄電池及び電動車 |
-
1999
- 1999-12-16 JP JP35674799A patent/JP2001176480A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021059629A1 (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 活物質保持部材、電極、鉛蓄電池及び電動車 |
| CN114868285A (zh) * | 2019-09-27 | 2022-08-05 | 安奈吉位斯株式会社 | 活性物质保持部件、电极、铅蓄电池及电动汽车 |
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Legal Events
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