JP2001185207A - 制御弁式鉛蓄電池 - Google Patents
制御弁式鉛蓄電池Info
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- electrode plate
- grid
- negative electrode
- positive electrode
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 正極格子体の腐食、および負極格子体のサル
フェーションを防止した長寿命の制御弁式鉛蓄電池を提
供する。 【構成】 本発明の制御弁式鉛蓄電池は、正極板１１の
格子体１のます目面積は、耳部から遠い部分３が耳部か
ら近い部分４より大きく、負極板１３の格子体５のます
目面積は、耳部から近い部分８が耳部から遠い部分７よ
り大きいことを特徴とする。そして、前記正極板１１の
格子体１のます目面積の大きい部分３が、前記負極板１
３の格子体５のます目面積の小さい部分７と対面してい
ることが好ましい。
フェーションを防止した長寿命の制御弁式鉛蓄電池を提
供する。 【構成】 本発明の制御弁式鉛蓄電池は、正極板１１の
格子体１のます目面積は、耳部から遠い部分３が耳部か
ら近い部分４より大きく、負極板１３の格子体５のます
目面積は、耳部から近い部分８が耳部から遠い部分７よ
り大きいことを特徴とする。そして、前記正極板１１の
格子体１のます目面積の大きい部分３が、前記負極板１
３の格子体５のます目面積の小さい部分７と対面してい
ることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉛蓄電池、特に制御
弁式鉛蓄電池の正極格子体と負極格子体の改良に関す
る。
弁式鉛蓄電池の正極格子体と負極格子体の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来鉛蓄電池に用いられている極板は、
通常上部に耳部と称する突起および格子状のます目を有
する格子体に活物質ペーストを塗布して作製されてい
る。このようなペースト式極板を用いた鉛蓄電池を充放
電すると、特に充電時にその電流は、格子体の耳部に近
い部分が大きく、耳部から遠ざかるに従い小さくなる。
すなわち、極板の上部が下部に対して充電されやすい。
そのため、正極格子体上部は下部に比べ過充電され、腐
食が進行しやすかった。また、加えて負極の下部は充電
されにくいので、硫酸鉛を蓄積し、サルフェ―ションの
現象が生じた。そして、これに起因して電池容量が低下
したり、寿命が短くなるなどの問題点を有していた。
通常上部に耳部と称する突起および格子状のます目を有
する格子体に活物質ペーストを塗布して作製されてい
る。このようなペースト式極板を用いた鉛蓄電池を充放
電すると、特に充電時にその電流は、格子体の耳部に近
い部分が大きく、耳部から遠ざかるに従い小さくなる。
すなわち、極板の上部が下部に対して充電されやすい。
そのため、正極格子体上部は下部に比べ過充電され、腐
食が進行しやすかった。また、加えて負極の下部は充電
されにくいので、硫酸鉛を蓄積し、サルフェ―ションの
現象が生じた。そして、これに起因して電池容量が低下
したり、寿命が短くなるなどの問題点を有していた。
【０００３】特に、制御弁式鉛蓄電池では、負極活物質
上部の酸素ガス吸収サイクルが加わるため、上記問題点
が顕著であった。
上部の酸素ガス吸収サイクルが加わるため、上記問題点
が顕著であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような問題点を解
決するために、例えば特開平７−３２０７２８号公報に
は、格子体耳部より最も離れた部分を含む所定の範囲内
の活物質多孔度が他の部分の該多孔度より高い正極板が
示されている。また、実開平４−６１６４号公報には、
格子体の桟を最下部から、最上部に向かって太くした
（縦寸法に対する横寸法の比率を大きくした）エキスパ
ンド格子体が示されている。前者のように正極板の活物
質多孔度を耳部より遠い部分を近い部分より高くする
と、充放電初期においては正極板の活物質利用率が均一
に近くなり、各部分で多孔度が一様な極板に比べ、寿命
性能が向上する。しかし、正極活物質は、多孔度が高く
なるほど軟化、脱落などの影響を受けやすく短寿命にな
ることが知られている。そのため、さらに充放電を繰り
返すと、特に多孔度の高い下部において、正極活物質の
膨張や軟化、脱落などの影響を受け、上部より早期に寿
命を迎える。この結果、電流密度が均一に保てなくな
り、更なる寿命の向上を実現することができなかった。
また、極板の上部が下部に対して充放電されやすくなる
のに伴い、正極格子体上部の電流密度が高くなり、下部
に比べ過充電され、腐食が進行しやすかった。また、正
極板のみを上記構造とし、負極板の各部分の多孔度を一
様にしておくと、負極板での上記サルフェ―ションによ
る劣化は必ずしも解決できなかった。
決するために、例えば特開平７−３２０７２８号公報に
は、格子体耳部より最も離れた部分を含む所定の範囲内
の活物質多孔度が他の部分の該多孔度より高い正極板が
示されている。また、実開平４−６１６４号公報には、
格子体の桟を最下部から、最上部に向かって太くした
（縦寸法に対する横寸法の比率を大きくした）エキスパ
ンド格子体が示されている。前者のように正極板の活物
質多孔度を耳部より遠い部分を近い部分より高くする
と、充放電初期においては正極板の活物質利用率が均一
に近くなり、各部分で多孔度が一様な極板に比べ、寿命
性能が向上する。しかし、正極活物質は、多孔度が高く
なるほど軟化、脱落などの影響を受けやすく短寿命にな
ることが知られている。そのため、さらに充放電を繰り
返すと、特に多孔度の高い下部において、正極活物質の
膨張や軟化、脱落などの影響を受け、上部より早期に寿
命を迎える。この結果、電流密度が均一に保てなくな
り、更なる寿命の向上を実現することができなかった。
また、極板の上部が下部に対して充放電されやすくなる
のに伴い、正極格子体上部の電流密度が高くなり、下部
に比べ過充電され、腐食が進行しやすかった。また、正
極板のみを上記構造とし、負極板の各部分の多孔度を一
様にしておくと、負極板での上記サルフェ―ションによ
る劣化は必ずしも解決できなかった。
【０００５】また、後者のように格子体の桟を最下部か
ら、最上部に向かって太くした（縦寸法に対する横寸法
の比率を大きくした）分、正極格子体上部が腐食破断す
るのを遅らせ、各部分で桟（ます目）が一様な極板に比
べ、寿命性能が向上する。しかし、負極板下部での電流
密度は小さくなり、上記サルフェ―ションによる劣化は
必ずしも解決できなかった。
ら、最上部に向かって太くした（縦寸法に対する横寸法
の比率を大きくした）分、正極格子体上部が腐食破断す
るのを遅らせ、各部分で桟（ます目）が一様な極板に比
べ、寿命性能が向上する。しかし、負極板下部での電流
密度は小さくなり、上記サルフェ―ションによる劣化は
必ずしも解決できなかった。
【０００６】従って、本発明の目的とするところは、正
極板と負極板の充放電反応を均一化し、正極格子体の腐
食および負極のサルフェ―ションを防止した長寿命の制
御弁式鉛蓄電池を提供することにある。
極板と負極板の充放電反応を均一化し、正極格子体の腐
食および負極のサルフェ―ションを防止した長寿命の制
御弁式鉛蓄電池を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決する為、格子体のます目面積が、耳部から遠い部分
が耳部から近い部分より大きく、前記負極板のます目面
積が、耳部から近い部分が耳部から遠い部分より大きい
ことを特徴とするものである。
解決する為、格子体のます目面積が、耳部から遠い部分
が耳部から近い部分より大きく、前記負極板のます目面
積が、耳部から近い部分が耳部から遠い部分より大きい
ことを特徴とするものである。
【０００８】そして、正極板のます目面積の大きい部分
が、前記負極板のます目面積の小さい部分と対面してい
ることが好ましい。
が、前記負極板のます目面積の小さい部分と対面してい
ることが好ましい。
【０００９】
【作用】本発明では、格子体のます目面積を正極板に関
しては、耳部に近い部分（上部）を耳部から遠い部分
（下部）より小さくし、負極板に関しては、耳部に遠い
部分（下部）を耳部から近い部分（上部）より小さくし
た。ここで、正極格子体上部は、ます目面積を下部より
小さく設定しているので、充電の際には、格子骨の単位
面積あたりの電流密度は小さくなり、分極も小さくなる
ので、腐食が抑制される。また、負極格子体下部は、ま
す目面積を下部より小さく設定しているので、充電の際
には、従来品では充電のされにくかった負極板下部も導
電性が維持され、この部分の充電が円滑に進み、この部
分への硫酸鉛の蓄積（サルフェ―ション）が防止され
る。
しては、耳部に近い部分（上部）を耳部から遠い部分
（下部）より小さくし、負極板に関しては、耳部に遠い
部分（下部）を耳部から近い部分（上部）より小さくし
た。ここで、正極格子体上部は、ます目面積を下部より
小さく設定しているので、充電の際には、格子骨の単位
面積あたりの電流密度は小さくなり、分極も小さくなる
ので、腐食が抑制される。また、負極格子体下部は、ま
す目面積を下部より小さく設定しているので、充電の際
には、従来品では充電のされにくかった負極板下部も導
電性が維持され、この部分の充電が円滑に進み、この部
分への硫酸鉛の蓄積（サルフェ―ション）が防止され
る。
【００１０】そして、正極板のます目面積の大きい部分
が、前記負極板のます目面積の小さい部分と対面してい
るので、充放電反応は、上下釣合いが取れ、全体として
の活物質利用率は同等に保たれる。
が、前記負極板のます目面積の小さい部分と対面してい
るので、充放電反応は、上下釣合いが取れ、全体として
の活物質利用率は同等に保たれる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１２】図1は、本実施形態に用いる正極板格子体
を示す平面図、図２は、同じく負極格子体を示す平面
図、図３は、図１の格子体を用いた正極板と図２の格子
体を用いた負極板を積層した極群の斜視図であり、セパ
レータは省略している。
を示す平面図、図２は、同じく負極格子体を示す平面
図、図３は、図１の格子体を用いた正極板と図２の格子
体を用いた負極板を積層した極群の斜視図であり、セパ
レータは省略している。
【００１３】図１において、１は長方形の一辺から耳部
２が突出した正極格子体であり、該格子の下半分のます
目３は上半分のます目４より面積が大きくなっている。
また、図２において、５は長方形の一辺から耳部６が突
出した負極格子体であり、該格子の下半分のます目７は
上半分のます目８より面積が小さくなっている。このよ
うな正負極格子体１、５に活物質を塗布して極板を作製
し、図３のように正極と負極を対面させ、その間に微細
ガラス繊維を主体とするセパレータを挟んで極群を構成
している。その他の構成は従来の制御弁式鉛蓄電池と同
じである。
２が突出した正極格子体であり、該格子の下半分のます
目３は上半分のます目４より面積が大きくなっている。
また、図２において、５は長方形の一辺から耳部６が突
出した負極格子体であり、該格子の下半分のます目７は
上半分のます目８より面積が小さくなっている。このよ
うな正負極格子体１、５に活物質を塗布して極板を作製
し、図３のように正極と負極を対面させ、その間に微細
ガラス繊維を主体とするセパレータを挟んで極群を構成
している。その他の構成は従来の制御弁式鉛蓄電池と同
じである。
【００１４】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。
【００１５】図１に示すような正極格子体１は、鉛−カ
ルシウム−錫系合金からなり、縦１４２ｍｍ、横１１８
ｍｍの長方形の格子面を有し、上辺から耳部２が突出し
ている。また、前記格子面を形成する小骨９の間隔を変
えて、格子面上半分が２５ｍｍ2、下半分が５０ｍｍ2の
面積からなる複数のます目１０が形成されている。前者
の格子体１にペーストを塗着して、熟成、乾燥工程を径
て正極板１１を作製した。同様に格子面上半分が５０ｍ
ｍ2、下半分が２５ｍｍ2の面積からなる複数のます目１
２を形成した図２に示すような負極格子体５にペースト
を塗着し、熟成、乾燥工程を径て負極板１４を作製し
た。なお、負極板１３の格子体のサイズは正極板１１と
同寸法とした。また、正極板１１の厚さは２．２ｍｍ、
負極板１３の厚さは、１．５ｍｍとした。ここで、正極
格子体のます目面積は、耳部から遠い部分が耳部から近
い部分より大きく、前記負極格子体のます目面積は、耳
部から近い部分が耳部から遠い部分より大きければよ
く、ます目の面積および上下のますめ面積比率は、本実
施例に限定されるものではなく、電池の仕様、大きさに
より電流分布が均一になる適正なます目の面積および上
下のますめ面積比率にすればよい。
ルシウム−錫系合金からなり、縦１４２ｍｍ、横１１８
ｍｍの長方形の格子面を有し、上辺から耳部２が突出し
ている。また、前記格子面を形成する小骨９の間隔を変
えて、格子面上半分が２５ｍｍ2、下半分が５０ｍｍ2の
面積からなる複数のます目１０が形成されている。前者
の格子体１にペーストを塗着して、熟成、乾燥工程を径
て正極板１１を作製した。同様に格子面上半分が５０ｍ
ｍ2、下半分が２５ｍｍ2の面積からなる複数のます目１
２を形成した図２に示すような負極格子体５にペースト
を塗着し、熟成、乾燥工程を径て負極板１４を作製し
た。なお、負極板１３の格子体のサイズは正極板１１と
同寸法とした。また、正極板１１の厚さは２．２ｍｍ、
負極板１３の厚さは、１．５ｍｍとした。ここで、正極
格子体のます目面積は、耳部から遠い部分が耳部から近
い部分より大きく、前記負極格子体のます目面積は、耳
部から近い部分が耳部から遠い部分より大きければよ
く、ます目の面積および上下のますめ面積比率は、本実
施例に限定されるものではなく、電池の仕様、大きさに
より電流分布が均一になる適正なます目の面積および上
下のますめ面積比率にすればよい。
【００１６】次に、６枚の前記正極板１１と７枚の前記
負極板１３との間に前記セパレータ（図示せず）を挟ん
で極群を作り、この極群を電槽内に収納して比重１．２
１８の希硫酸からなる電解液で電槽化成行い、容量４０
Ａｈの本発明の制御弁式鉛蓄電池Ａを作製した。同様
に、格子面のます目形状が上下部同一の格子体からな
り、その他の構成が本発明電池Ａと同様な比較電池Ｂを
作製した。
負極板１３との間に前記セパレータ（図示せず）を挟ん
で極群を作り、この極群を電槽内に収納して比重１．２
１８の希硫酸からなる電解液で電槽化成行い、容量４０
Ａｈの本発明の制御弁式鉛蓄電池Ａを作製した。同様
に、格子面のます目形状が上下部同一の格子体からな
り、その他の構成が本発明電池Ａと同様な比較電池Ｂを
作製した。
【００１７】これら電池を用いて充放電サイクル寿命試
験を行った。その結果を図４に示す。まお、試験条件
は、Ｃ／３の定電流放電で、放電終止電圧を１．６５Ｖ
／セルとし、０.１Ｃ充電で放電容量の１１５％とし
た。
験を行った。その結果を図４に示す。まお、試験条件
は、Ｃ／３の定電流放電で、放電終止電圧を１．６５Ｖ
／セルとし、０.１Ｃ充電で放電容量の１１５％とし
た。
【００１８】図４に示すように本発明電池Ａは、比較電
池Ｂに比べ寿命性能に優れる。
池Ｂに比べ寿命性能に優れる。
【００１９】次に、これら電池を解体し、負極板１３下
部のサルフェ―ションの発生状態を調査したところ、電
池Ａにはほとんど発生しておらず、電池Ｂは、約４０％
の硫酸鉛が蓄積していた。また、正極板１１の格子体１
の腐食状態を調査したところ、比較電池Ｂの正極格子体
上部の小骨が腐食により、目切れが複数箇所確認され
た。一方、本発明電池Ａの正極格子体１には、目切れは
発生していなかった。
部のサルフェ―ションの発生状態を調査したところ、電
池Ａにはほとんど発生しておらず、電池Ｂは、約４０％
の硫酸鉛が蓄積していた。また、正極板１１の格子体１
の腐食状態を調査したところ、比較電池Ｂの正極格子体
上部の小骨が腐食により、目切れが複数箇所確認され
た。一方、本発明電池Ａの正極格子体１には、目切れは
発生していなかった。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よる請求項１による制御弁式鉛蓄電池では、充放電反応
が均一化される。また、正極格子の過電圧を抑制するの
で充電時の腐食を妨げる。さらに、負極板の導電ネット
ワークが維持でき硫酸鉛粒子の孤立化を妨げるので、極
板下部の充電不足によるサルフェ―ションを防止でき、
寿命性能が優れる。
よる請求項１による制御弁式鉛蓄電池では、充放電反応
が均一化される。また、正極格子の過電圧を抑制するの
で充電時の腐食を妨げる。さらに、負極板の導電ネット
ワークが維持でき硫酸鉛粒子の孤立化を妨げるので、極
板下部の充電不足によるサルフェ―ションを防止でき、
寿命性能が優れる。
【００２１】また、本発明の請求項２によれば、請求項
１の効果に加え正極板と負極板の充放電反応のバランス
を均一にでき、一方の極板が他方の極板より早く寿命に
至るのを抑制できる。
１の効果に加え正極板と負極板の充放電反応のバランス
を均一にでき、一方の極板が他方の極板より早く寿命に
至るのを抑制できる。
【図１】本発明に係る正極格子体の一実施形態を示す平
面図である。
面図である。
【図２】本発明に係る負極格子体の一実施形態を示す平
面図である。
面図である。
【図３】本発明に係る極群のセパレータを省略した一実
施形態を示す斜視図である。
施形態を示す斜視図である。
【図４】実施例における電池ＡおよびＢの充放電サイク
ル寿命特性を示すグラフである。
ル寿命特性を示すグラフである。
１ 正極格子体 ２ 正極格子体の耳部 ３ 正極格子体の耳部から遠います目 ４ 正極格子体の耳部から近います目 ５ 負極格子体 ６ 負極格子体の耳部 ７ 負極格子体の耳部から遠います目 ８ 負極格子体の耳部から近います目 １１ 正極板 １３ 負極板
Claims (2)
- 【請求項１】 耳とます目を有する格子体に、活物質が
塗着された正極板と負極板を備えた制御弁式鉛蓄電池に
おいて、前記正極格子体のます目面積は、耳部から遠い
部分が耳部から近い部分より大きく、前記負極格子体の
ます目面積は、耳部から近い部分が耳部から遠い部分よ
り大きいことを特徴とする制御弁式鉛蓄電池。 - 【請求項２】 前記正極板のます目面積の大きい部分
が、前記負極板のます目面積の小さい部分と対面してい
ることを特徴とする請求項1記載の制御弁式鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36997799A JP2001185207A (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 制御弁式鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36997799A JP2001185207A (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 制御弁式鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001185207A true JP2001185207A (ja) | 2001-07-06 |
Family
ID=18495776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36997799A Pending JP2001185207A (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 制御弁式鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001185207A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007018820A (ja) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 密閉形鉛蓄電池 |
| KR101045237B1 (ko) * | 2008-07-23 | 2011-06-30 | 주식회사 아트라스비엑스 | 납축전지에 사용되는 타공 기판 |
| CN113544883A (zh) * | 2019-01-16 | 2021-10-22 | 昭和电工材料株式会社 | 格子体基材、电极及铅蓄电池 |
-
1999
- 1999-12-27 JP JP36997799A patent/JP2001185207A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007018820A (ja) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 密閉形鉛蓄電池 |
| JP4491384B2 (ja) * | 2005-07-06 | 2010-06-30 | 古河電池株式会社 | 密閉形鉛蓄電池 |
| KR101045237B1 (ko) * | 2008-07-23 | 2011-06-30 | 주식회사 아트라스비엑스 | 납축전지에 사용되는 타공 기판 |
| CN113544883A (zh) * | 2019-01-16 | 2021-10-22 | 昭和电工材料株式会社 | 格子体基材、电极及铅蓄电池 |
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