JP2001273883A - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents

密閉形鉛蓄電池

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JP2001273883A
JP2001273883A JP2000085733A JP2000085733A JP2001273883A JP 2001273883 A JP2001273883 A JP 2001273883A JP 2000085733 A JP2000085733 A JP 2000085733A JP 2000085733 A JP2000085733 A JP 2000085733A JP 2001273883 A JP2001273883 A JP 2001273883A
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electrode plate
strap
negative electrode
sealed lead
group
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JP2000085733A
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English (en)
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Hisaaki Takabayashi
久顯 高林
Ichiro Shimoura
一朗 下浦
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Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

(57)【要約】 【課題】極板群の板面が垂直方向になるように積層した
状態で充放電を行う密閉形鉛蓄電池を長寿命化する。 【解決手段】密閉形鉛蓄電池の電槽4または蓋5におい
て、ストラップ6の鉛直下方の負極板3に近い位置の内壁
部分に堰部8を設けたり、負極板3の位置を電槽4または
蓋5の底面の位置よりも高くしたり、ストラップ6の鉛直
下方に受け皿部14を設けたりすることにより、鉛化合物
滓15による負極板3とストラップ6との短絡を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、密閉形鉛蓄電池に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】密閉形鉛蓄電池は安価で信頼性が高いと
いう特徴を有するため、無停電電源装置や電力貯蔵用に
使用されている。最近、これらに用いられる密閉形鉛蓄
電池の長寿命化が強く要求されている。これらの密閉形
鉛蓄電池は、一般的にペースト式正極板及びペースト式
負極板を用い、セパレータを介して積層した後、キャス
トン溶接方式でストラップを形成した極板群を作製し、
該極板群を電槽に挿入し、蓋を着けて作成するものであ
る。そして、ペースト式正極板、ペースト式負極板及び
セパレータのそれぞれに、希硫酸電解液を染み込ませた
状態で使用している。
【0003】これらの密閉形鉛蓄電池は、極板群の板面
が垂直方向になるように積層した状態で充放電を行う
と、電解液の成層化現象が起こりやすいため、寿命が短
くなることが知られている。そこで、図8に示すよう
に、極板群の板面が上下方向になるように電極及びセパ
レータを積層して使用する方式が用いられている。そし
て、この方式を用いると電解液の成層化をかなり防止で
きるため、長寿命化に効果があることが明らかになって
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方式の密閉形鉛蓄電池においては、図7に示すよう
に、使用中にストラップ6の鉛直下方部に鉛化合物滓15
が蓄積する。すなわち、長期間の充放電を繰り返すうち
に、ストラップ6や耳部18などの表面が硫酸鉛や二酸化
鉛に変化し、それが脱落して電槽4又は蓋5の下部に鉛化
合物滓15として蓄積する。そして、この鉛化合物滓15に
よって、極板群の最下部の負極板3とストラップ6の下部
との間で短絡を生じる場合が認められた。
【0005】また、密閉形鉛蓄電池の製造時において、
極板群に吸収されない遊離した電解液があったり、充放
電により極板群から出る電解液が遊離した場合には、前
記鉛化合物滓15が電槽内面に広がりやすく、短絡を生じ
やすくする。
【0006】本発明の目的は、極板群の板面が垂直方向
になるように積層した状態で充放電を行う密閉形鉛蓄電
池において、鉛化合物滓による短絡を抑制することによ
って長寿命化をはかるものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、極板群の最下
部に位置する負極板とストラップ等との間で、鉛化合物
滓による短絡を起こりにくくすることを特徴とするもの
である。
【0008】上記した課題を解決するために、第一の発
明は、正極板、負極板をセパレータを介して積層した極
板群を溶接してストラップを形成した後に、前記極板群
を電槽に挿入し、蓋を取りつけて作製する密閉形鉛蓄電
池において、前記極板群の外側の両面には負極板が存在
しており、且つ、前記ストラップの鉛直下方の電槽また
は蓋の内壁部分で、負極板に近い位置に堰部を設けるこ
とを特徴としている。
【0009】第二の発明は、正極板、負極板をセパレー
タを介して積層した極板群を溶接してストラップを形成
した後に、前記極板群を電槽に挿入し、蓋を取りつけて
作製する密閉形鉛蓄電池において、前記極板群の外側の
両面には負極板が存在しており、且つ、前記電槽又は前
記蓋の内壁厚みは、負極板に接する部分よりも、前記ス
トラップの鉛直下方の部分が薄いことを特徴としてい
る。
【0010】第三の発明は、正極板、負極板をセパレー
タを介して積層した極板群を溶接してストラップを形成
した後に、前記極板群を電槽に挿入し、蓋を取りつけて
作製する密閉形鉛蓄電池において、前記極板群の外側の
両面には負極板が存在しており、且つ、負極板と前記電
槽の内壁との間にスペーサを有することを特徴としてい
る。
【0011】第四の発明は、正極板、負極板をセパレー
タを介して積層した極板群を溶接してストラップを形成
した後に、前記極板群を電槽に挿入し、蓋を取りつけて
作製する密閉形鉛蓄電池において、前記極板群の外側の
両面には負極板が存在しており、且つ、前記ストラップ
の鉛直下方に受け皿部を有することを特徴としている。
【0012】第五の発明は、正極板、負極板をセパレー
タを介して積層した極板群を溶接してストラップを形成
した後に、前記極板群を電槽に挿入し、蓋を取りつけて
作製する密閉形鉛蓄電池において、前記極板群の外側の
両面には負極板が存在しており、且つ、前記ストラップ
の部分が合成樹脂で覆われていることを特徴としてい
る。
【0013】
【発明の実施の形態】(密閉形鉛蓄電池の作製方法)本
発明に使用した正極板1、負極板3及びセパレータ2の仕
様及び密閉形鉛蓄電池の作製方法等は、従来から使用し
ているものであるため、その詳細については省略する。
以下の実施例では、正極板1が16枚、負極板3が17枚
を、硝子繊維性のセパレータ2を介して積層して極板群
を作製し、該極板群の耳部18をキャストオン方式により
溶接してストラップ16及び極柱7を形成する。そして、
この極板群をポリプロピレン製の電槽4に挿入し、該電
槽4とポリプロピレン製の蓋5とを熱溶着して、2V-1000
Ahの密閉形鉛蓄電池を作製する(図8)。 (密閉形鉛蓄電池の試験条件)前記した密閉形鉛蓄電池
の試験は、周囲温度が25℃の雰囲気でした。作製した密
閉形鉛蓄電池を、従来の手法で電槽化成をした後、150A
で放電(放電終止電圧:1.6V)して初期の放電容量を測
定した後、以下の条件で寿命試験をした。
【0014】すなわち、後述する各種の密閉形鉛蓄電池
をそれぞれ24個直列接続する。そして、満充電をした後
に150Aで4時間放電し、その後、充電2.45V/セルの定電
圧(制限電流:150A)で、放電量の105%を充電する試
験をそれぞれ2000サイクル行った後に短絡の有無を測定
した。
【0015】
【実施例】実験により酸化鉛や硫酸鉛などの鉛化合物滓
8は、主にストラップ6の部分で生成し、その鉛直下方に
落下して蓄積することが明らかになった。そこで、以下
に示すようにストラップ6の鉛直下方部分の電槽4や蓋5
を加工したり、ストラップ6の部分をコーティングして
実験した。 (実施例1)図1に示すように、ストラップ6の鉛直下
方部分よりも負極板3に近い電槽4の内壁の一部に、断面
が略長方形状をした棒状の堰部8を設けた。なお、極板
群とストラップとの間であれば堰部8の位置は、電槽4に
設置しても、蓋5に設置しても同様の効果を有する。本
実施例では、図1に示すように電槽4に堰8が設られてい
るため、鉛化合物滓15によるストラップ6と負極板3との
短絡を起こりにくくできる。その他の密閉形鉛蓄電池の
製造方法や試験方法は上記したものである。 (実施例2)図2に示すように、ストラップ6の鉛直下
方部分よりも負極板3に近い部分の電槽4の内壁に、断面
が略L字形の堰部9を設けた。なお、極板群とストラッ
プとの間であればL形の堰部9の位置は、電槽4に設置し
ても、蓋5に設置しても同様の効果を有する。図2に示
すように略L字形の堰部9が電槽4に設られているため、
鉛化合物滓15によるストラップ6と負極板3との短絡を起
こりにくくできる。その他の密閉形鉛蓄電池の製造方法
や試験方法は上記したものである。 (実施例3)図3に示すように、ストラップ6の鉛直下
方部分よりも負極板3が接する部分が厚く、底面部分に
約2mmの段差を有する構造の電槽4を用いた。図3に
示すように底面部分に段差を有するため、鉛化合物滓15
によるストラップ6と負極板3との短絡を起こりにくくで
きる。その他の密閉形鉛蓄電池の製造方法や試験方法は
上記したものである。 (実施例4)図4に示すように、極板群の両側の負極板
3と電槽4に厚さが約2mmのポリプロピレン製のスペー
サ10を当てた状態で、電槽内に挿入した。すなわち、極
板群の両側にスペーサ10を配することにより、電槽4の
内壁に段差を生じさせたものである。図4に示すように
スペーサ10により底面部分に段差が形成されるため、鉛
化合物滓15によるストラップ6と負極板3との短絡を起こ
りにくくできる。その他の密閉形鉛蓄電池の製造方法や
試験方法は上記したものである。 (実施例5)図5に示すように、ストラップ6の鉛直下
方部分の電槽4の内壁に、略コ字形のポリプロピレン製
の受け皿部14を設けた。図5に示すように受け皿部14に
鉛化合物滓15が蓄積するため、ストラップ6と負極板3と
の短絡を起こりにくくできる。その他の密閉形鉛蓄電池
の製造方法や試験方法は上記したものである。 (実施例6)図6に示すように、ストラップ6の表面及
び耳部18と極柱7の一部を、エポキシ樹脂系の接着剤を
塗布してコーティングした。なお、耳部18や極柱7のす
べてを、コーティングすることもできる。図6に示すよ
うにコーティングによって、ストラップ6の表面で鉛化
合物滓15が生成されにくくなるため、ストラップ6と負
極板3との短絡を起こりにくくできる。その他の密閉形
鉛蓄電池の製造方法や試験方法は上記したものである。 (比較例)図7に示すように、従来から使用している電
槽4及び蓋5を用いた構造の密閉形鉛蓄電池を作製した。
その他の密閉形鉛蓄電池の製造方法や試験方法は上記し
たものである。
【0016】表1に上記した手法で2000サイクルの
寿命試験をした後における、短絡の有無を測定した結果
を示す。従来構造をした比較例の密閉形鉛蓄電池では、
24個のうちで7個が負極板3とストラップ6の間で短絡
を生じたのに対し、本発明を用いた実施例1〜6は、い
ずれも短絡が認められなかった。すなわち、本発明を用
いると、電池の長寿命化にきわめて有効である。
【0017】
【表1】
【0018】実施例6では、ストラップ6の表面及び耳
部18の一部をエポキシ樹脂系の接着剤を塗布してコーテ
ィングした例を示したが、耳部18や極柱7のすべてをコ
ーティングした場合や、この部分にポリプロピレン樹脂
製のカバーで覆った場合についても同様の効果を示し
た。
【0019】
【発明の効果】上述のように、本発明を用いることによ
り密閉形鉛蓄電池の寿命性能を向上させることができ、
工業的価値は非常に大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で使用した密閉形鉛蓄電池の要部概略
図である。
【図2】実施例2で使用した密閉形鉛蓄電池の要部概略
図である。
【図3】実施例3で使用した密閉形鉛蓄電池の要部概略
図である。
【図4】実施例4で使用した密閉形鉛蓄電池の要部概略
図である。
【図5】実施例5で使用した密閉形鉛蓄電池の要部概略
図である。
【図6】実施例6で使用した密閉形鉛蓄電池の要部概略
図である。
【図7】比較例で使用した密閉形鉛蓄電池の要部概略図
である。
【図8】密閉形鉛蓄電池の要部概略図である。
【記号の説明】
1:正極板、2:負極板、3:セパレータ、4:電槽、
5:蓋、6:ストラップ、7:極柱、8:堰部、9:断
面L字形の堰部、10:スペーサ、13:コーティング
部、14:受け皿部、15:鉛化合物滓、16:短絡
部、17:端子、18:耳部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01M 10/12 H01M 10/12 K

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】正極板、負極板をセパレータを介して積層
    した極板群を溶接してストラップを形成した後に、前記
    極板群を電槽に挿入し、蓋を取りつけて作製する密閉形
    鉛蓄電池において、前記極板群の外側の両面には負極板
    が存在しており、且つ、前記ストラップの鉛直下方の電
    槽または蓋の内壁部分で、負極板に近い位置に堰部を設
    けることを特徴とする密閉形鉛蓄電池。
  2. 【請求項2】正極板、負極板をセパレータを介して積層
    した極板群を溶接してストラップを形成した後に、前記
    極板群を電槽に挿入し、蓋を取りつけて作製する密閉形
    鉛蓄電池において、前記極板群の外側の両面には負極板
    が存在しており、且つ、前記電槽又は前記蓋の内壁厚み
    は、負極板に接する部分よりも、前記ストラップの鉛直
    下方の部分が薄いことを特徴とする密閉形鉛蓄電池。
  3. 【請求項3】正極板、負極板をセパレータを介して積層
    した極板群を溶接してストラップを形成した後に、前記
    極板群を電槽に挿入し、蓋を取りつけて作製する密閉形
    鉛蓄電池において、前記極板群の外側の両面には負極板
    が存在しており、且つ、該負極板と前記電槽の内壁との
    間にスペーサを有することを特徴とする密閉形鉛蓄電
    池。
  4. 【請求項4】正極板、負極板をセパレータを介して積層
    した極板群を溶接してストラップを形成した後に、前記
    極板群を電槽に挿入し、蓋を取りつけて作製する密閉形
    鉛蓄電池において、前記極板群の外側の両面には負極板
    が存在しており、且つ、前記ストラップの鉛直下方に受
    け皿部を有することを特徴とする密閉形鉛蓄電池。
  5. 【請求項5】正極板、負極板をセパレータを介して積層
    した極板群を溶接してストラップを形成した後に、前記
    極板群を電槽に挿入し、蓋を取りつけて作製する密閉形
    鉛蓄電池において、前記極板群の外側の両面には負極板
    が存在しており、且つ、前記ストラップの部分が合成樹
    脂で覆われていることを特徴とする密閉形鉛蓄電池。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7473488B2 (en) 2002-04-20 2009-01-06 Enersys European Holdings Co. Battery with vibration-resistant joint between positive electrode and current carrying strap
CN102505130A (zh) * 2011-12-01 2012-06-20 昆明理工大学 一种聚苯胺包覆Al基Pb-WC复合阳极及其制备方法
WO2019150477A1 (ja) * 2018-01-31 2019-08-08 日立化成株式会社 短絡防止部材、蓄電池、蓄電装置及び蓄電システム

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